A palavra "vírus" é frequentemente associado a conotações negativas. No entanto, é importante notar que nem todos os vírus são prejudiciais. Na verdade, existem muitos vírus que vivem dentro do nosso corpo e desempenham papéis importantes na nossa saúde. Um exemplo são os bacteriófagos, vírus que infectam bactérias e podem ser usados para manter as infecções bacterianas sob controle.

Esses vírus são conhecidos por terem formatos mais complexos e não foram estudados detalhadamente no nível atômico antes. Eles podem ser projetados para melhor atender aplicações de interesse humano, como fornecer uma alternativa ao uso de antibióticos.

Cientistas do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST), juntamente com seus colaboradores internacionais na MSU Moscou e Shenzhen e na Academia Sinica em Taiwan, estudaram a arquitetura molecular do tequintavírus, também conhecido como bacteriófagos semelhantes a T5 , para entender como esses vírus são organizados em nível molecular.

Os vírus T5 são vírus sem envelope com uma cabeça que possui formato icosaédrico e contém o DNA viral e uma cauda flexível não contrátil, que atua como canal para injeção de DNA na célula hospedeira bacteriana.

Os cientistas obtiveram modelos atômicos para todos os componentes estruturais do vírus. Esta é a primeira vez que um vírus com cauda flexível foi revelado na sua totalidade neste nível de detalhe. Os resultados do estudo foram publicados na revista Nature Communications e estabeleceram a base para estudos futuros sobre o mecanismo de infecção desses vírus.

"Para projetar e modificar esses vírus de forma eficiente para fins específicos, devemos conhecer sua organização em nível atômico e os mecanismos através dos quais eles infectam suas bactérias-alvo. Por essas razões, decidimos usar a criomicroscopia eletrônica para visualizar o bacteriófago DT57C em alta resolução em sua totalidade, " Prof. Matthias Wolf, chefe da Unidade de Microscopia Crioeletrônica Molecular, explicou.

Pesquisadores que trabalham em terapias fágicas, que usam bacteriófagos para tratar infecções bacterianas em culturas agrícolas, aquicultura de peixes e outros campos, podem se beneficiar os resultados deste estudo. “O conhecimento estrutural que obtivemos pode permitir a engenharia de bacteriófagos com capacidade aprimorada de matar esses patógenos bacterianos”, disse ele. Prof. Wolf acrescentou.

Isso significa que os bacteriófagos são "bons" vírus? Dr. Rafael Ayala, autor principal do trabalho de pesquisa, explicou que esses vírus são bons quando suas ações nos beneficiam e ruins quando nos causam danos, como é o caso das bactérias.

Um exemplo de como os bacteriófagos podem nos beneficiar é seu uso em terapia genética. "Uma das maneiras de distribuir genes às células é colocá-los em um vírus humano que foi modificado de duas maneiras, primeiro para não causar doenças e, segundo, para também carregar os genes que você deseja introduzir para curar uma doença específica. . Desta forma, o vírus é usado como veículo para introduzir uma cura”, afirmou. disse a Dra. Ayala.

Um dos principais desafios da pesquisa foi reconstruir o bacteriófago como um todo a partir de micrografias eletrônicas com detalhes significativos, e não apenas alguns de seus componentes. O bacteriófago DT57C compreende uma cabeça, um pescoço, uma cauda e uma placa de base na extremidade da cauda. Muitos desses componentes são flexíveis e podem se mover livremente, o que dificulta a visualização detalhada de sua arquitetura molecular, semelhante à dificuldade de tirar uma boa foto de um objeto que se move rapidamente.

Para lidar com isso, os pesquisadores desenvolveram novos métodos que pretendem aplicar a outros vírus com formas complexas. “Tivemos que pensar em novas maneiras de resolver os problemas que encontramos e acreditamos que os métodos desenvolvidos neste estudo serão de interesse para muitos pesquisadores que estudam vírus”, disse ele. Dr. Ayala explicou. “A terapia fágica é uma área ativa de pesquisa e é muito provável que veremos esses tratamentos durante a nossa vida.”

A utilização de vírus para modificar bactérias é uma grande área de interesse porque as bactérias estão no centro de muitos processos naturais e de engenharia, incluindo reciclagem de nutrientes, simbiose, biorremediação (as bactérias são utilizadas para limpar poluentes ambientais) e produção de alimentos. Esta pesquisa será útil na concepção de vírus para combater doenças bacterianas que afetam humanos, plantas e outros organismos.