Pode-se pensar que a ciência médica moderna já sabe tudo sobre o corpo humano. No entanto, mesmo na última década, órgãos pequenos e desconhecidos foram descobertos, e existe uma área da biologia humana que está passando por um renascimento nas pesquisas: o microbioma. Isso inclui áreas familiares, como o microbioma intestinal, mas também o microbioma oral. Inspirado em parte pelas recentes descobertas de DNA extrano no microbioma do solo, o Pesquisador Associado Yuya Kiguchi e sua equipe voltaram sua atenção para um grande conjunto de amostras de saliva coletadas pelo Laboratório Yutaka Suzuki da Escola de Ciências do Futuro da Universidade de Tóquio. Eles se perguntaram se poderiam encontrar algo semelhante na saliva humana.

“Sabemos que existem muitos tipos diferentes de bactérias no microbioma oral, mas muitas de suas funções e maneiras de realizá-las ainda são desconhecidas”, disse Kiguchi. “Ao explorar isso, descobrimos os Inocles, um exemplo de DNA extracromossômico — fragmentos de DNA que existem em células, neste caso bactérias, mas fora do seu DNA principal. É como encontrar um livro com notas de rodapé adicionais grampeadas a ele, e estamos apenas começando a lê-las para descobrir o que elas fazem.”

A detecção dos Inocles não foi fácil, uma vez que os métodos convencionais de sequenciamento fragmentam os dados genéticos, tornando impossível a reconstrução de grandes elementos. Para superar isso, a equipe aplicou técnicas avançadas de sequenciamento de longas leituras, que conseguem capturar trechos muito mais longos de DNA. Um avanço essencial foi feito pela co-primeira autora Nagisa Hamamoto, que desenvolveu um método chamado preNuc para remover seletivamente o DNA humano das amostras de saliva, melhorando consideravelmente a qualidade do sequenciamento de longas seções de outros DNAs. Isso permitiu aos pesquisadores montarem, pela primeira vez, genomas completos de Inocles, que foram encontrados hospedados pela bactéria Streptococcus salivarius, embora a identificação do hospedeiro tenha se mostrado uma tarefa difícil.

“O tamanho médio do genoma de um Inocle é de 350 quilobases, uma medida de comprimento para sequências genéticas, tornando-o um dos maiores elementos genéticos extracromossômicos do microbioma humano. Plasmídeos, outras formas de DNA extracromossômico, têm no máximo algumas dezenas de quilobases”, explicou Kiguchi. “Esse comprimento considerável confere aos Inocles genes para várias funções, incluindo resistência ao estresse oxidativo, reparo de danos no DNA e genes relacionados à parede celular, possivelmente envolvidos na adaptação à resposta ao estresse extracelular.”

A equipe pretende desenvolver métodos estáveis para cultivar bactérias que contêm Inocles. Isso permitirá investigar como os Inocles funcionam, se podem se espalhar entre indivíduos e como podem influenciar condições de saúde bucal, como cáries e doenças gengivais. Visto que muitos genes dos Inocles ainda permanecem não caracterizados, os pesquisadores utilizarão uma mistura de experimentos laboratoriais e simulações computacionais, como o AlphaFold, para prever e modelar os papéis potenciais dos Inocles.

“O que é notável é que, considerando a diversidade da população humana representada nas amostras de saliva, acreditamos que 74% de todos os seres humanos podem possuir Inocles. E mesmo que o microbioma oral tenha sido estudado por muito tempo, os Inocles permaneceram ocultos todo esse tempo devido a limitações tecnológicas”, disse Kiguchi. “Agora que sabemos que eles existem, podemos começar a explorar como moldam a relação entre os humanos, seus micróbios residente e a saúde bucal. E há até algumas pistas de que os Inocles podem servir como marcadores para doenças graves, como câncer.”