Os recifes de coral escondem um vasto potencial para novas medicinas.

Investigadores identificaram milhares de microrganismos até aqui desconhecidos a viver no interior dos recifes de coral, cada um com instruções genéticas para produzir novos compostos químicos.

A descoberta reposiciona os recifes como fontes vastas - e em grande parte por explorar - de moléculas capazes de influenciar a medicina e a indústria, precisamente numa altura em que estes ecossistemas estão a degradar-se a grande velocidade.

Residentes escondidos no interior do recife

Em dezenas de recifes do Pacífico, amostras de coral revelaram comunidades densas de microrganismos instaladas dentro dos próprios animais, em vez de simplesmente flutuarem na água circundante.

Rebecca Vega Thurber, da University of California, Santa Barbara (UCSB), estudou essas amostras e concluiu que os micróbios formavam populações distintas, ligadas ao hospedeiro e diretamente associadas à vida do coral.

Quase todo o material genético recuperado dessas comunidades nunca tinha sido registado, indicando um enorme reservatório de diversidade biológica invisível.

Esta concentração de vida desconhecida no interior dos corais sugere que o que foi observado é apenas uma pequena fração de um panorama químico muito maior, ainda oculto nos ecossistemas de recife.

A cooperação das alianças microbianas

Dentro de cada colónia, uma comunidade viva de micróbios - ou microbioma - contribuía para a circulação de nutrientes e ajudava a reduzir a pressão das doenças.

Estas bactérias residentes produziam compostos de pequena dimensão durante o metabolismo, e é provável que alguns desses compostos apoiassem as defesas do coral.

A água do mar nas proximidades continha apenas uma parte das mesmas espécies, e a abundância diminuía à medida que as amostras eram recolhidas a maiores distâncias.

Ou seja, os corais não estavam apenas a acumular micróbios ao acaso: mantinham parcerias estreitas que, muito provavelmente, influenciavam a sua saúde.

Uma fronteira genética misteriosa nos micróbios dos recifes de coral

Ao agregarem os genomas, os cientistas encontraram 16.3 milhões de genes distintos, muitos deles sem função conhecida.

Cerca de 34% permaneciam por caracterizar, o que indica que os micróbios dos recifes transportavam instruções bioquímicas ausentes das bases de dados oceânicas mais estudadas.

“Há um enorme tesouro de potencial genómico”, disse Thurber. Ao analisar diretamente o ADN, os investigadores podem evitar anos de tentativas para cultivar micróbios difíceis e chegar a resultados mais rapidamente.

A redefinição da procura de química no oceano

Durante décadas, as esponjas foram as preferidas de quem procura fármacos marinhos, por já terem fama de produzir química invulgar e útil.

Depois de os investigadores ajustarem as análises para corrigir amostragens desiguais, os micróbios dos corais continuaram a mostrar mais genes ligados à produção de compostos naturais - os chamados aglomerados de genes biossintéticos - do que seria esperado.

Quando a comparação é feita por espécie, os corais construtores de recifes igualaram ou ultrapassaram as esponjas, protagonistas históricos na descoberta de produtos naturais marinhos.

Com isso, os recifes deixaram de ser um alvo secundário e passaram a figurar como uma fonte principal para futuras explorações.

Pontos de concentração microbiana

Entre os animais analisados, os corais-de-fogo - mais aparentados com medusas do que com os corais típicos - destacaram-se por albergarem muito mais micróbios nos seus tecidos.

Imagens ao microscópio sustentaram essa observação, ao mostrarem muitas células do tamanho de bactérias fora das células do coral, numa zona onde estes parceiros podem trocar nutrientes ou sinais.

Quase 57% de todos os genomas associados a corais vieram de corais-de-fogo, mais do que a soma de corais pétreos e corais moles.

Por essa razão, os corais-de-fogo tornaram-se um alvo evidente para a etapa mais detalhada do estudo, centrada na procura de química pouco comum.

Potências químicas inesperadas

Um grupo particularmente notável pertenceu às Acidobacteriota, um ramo bacteriano presente em muitos ambientes, mas raramente explorado em corais.

Várias linhagens recém-identificadas desse ramo reuniam pelo menos 15 aglomerados produtores de moléculas, o suficiente para as assinalar como superprodutoras.

“90% do que encontrámos nunca tinha sido encontrado antes”, disse Thurber.

Como a maioria destas bactérias está associada a hospedeiros específicos, a perda desses hospedeiros pode apagar, de uma só vez, linhagens químicas inteiras.

Uma forma diferente de construir moléculas

A partir de um desses grupos, a equipa caracterizou uma nova enzima que produz tiazol, um anel com enxofre presente em muitos medicamentos.

Em vez de seguir a via habitual, mais exigente em energia, esta enzima formou esse anel através de uma química diferente, ainda não descrita pelos cientistas.

Uma molécula gerada por esse sistema também reduziu a atividade de uma enzima humana associada à inflamação em cerca de metade, mesmo a concentrações muito baixas.

Ainda assim, esse resultado em laboratório foi apenas um ponto de partida, porque muitas moléculas promissoras falham muito antes de chegarem a ser medicamentos.

Potencial industrial sob o recife

As moléculas úteis produzidas por bactérias dos recifes não se limitam à medicina, porque a mesma química pode melhorar produtos industriais.

Alguns compostos microbianos ajudam as células a crescer, a comunicar ou a defender-se, e essas características podem ser reaproveitadas em processos de fabrico.

“Podem ser usadas para medicamentos, ou para fins industriais”, disse Thurber.

Esse leque incluía detergentes para a roupa, engenharia de proteínas e aditivos para betão - áreas em que enzimas fora do comum conseguem alterar a forma como se produz.

A corrida contra o declínio

Todo este potencial existe dentro de ecossistemas já afetados por eventos repetidos de branqueamento e pelo aumento da temperatura do oceano.

A cobertura mundial de corais vivos caiu em mais de metade desde a década de 1950, e o branqueamento retira aos corais parceiros vitais.

“Os recifes de coral estão muito mal neste momento”, disse Thurber, alertando que linhagens microbianas inteiras podem desaparecer com eles.

Cada recife perdido pode levar consigo genes ainda não documentados, novas enzimas e espécies microbianas completas, antes mesmo de alguém as estudar.

Os novos genomas redefinem os corais construtores de recifes como fontes ricas de química específica do hospedeiro, e não apenas como animais que formam habitat em mares em declínio.

Os cientistas analisaram apenas três grupos de corais, pelo que os recifes já sob pressão podem ainda conter muito mais moléculas do que as reveladas por este levantamento.