Tecnologia Científica

Nova abordagem leva as bactérias a produzir potenciais antibióticos, compostos antiparasitários
Os pesquisadores queriam superar um problema de décadas que confronta aqueles que esperam estudar e utilizar os inúmeros compostos antibióticos, antifúngicos e antiparasitários que as bactérias podem produzir
Por Diana Yates - 25/06/2020


Os pesquisadores usaram uma variedade de técnicas, incluindo a mineração de genoma, para identificar bactérias que produzem compostos defensivos em resposta à exposição hormonal. Sua abordagem ajudará na descoberta de novos antibióticos e outras moléculas medicamente úteis. Crédito: Julie McMahon

Pesquisadores desenvolveram um método para estimular a produção de novos compostos antibióticos ou antiparasitários que se escondem nos genomas das actinobactérias, que são a fonte de medicamentos como a actinomicina e a estreptomicina e são conhecidos por abrigar outras riquezas químicas inexploradas. Os cientistas relatam suas descobertas na revista eLife .

Os pesquisadores queriam superar um problema de décadas que confronta aqueles que esperam estudar e utilizar os inúmeros compostos antibióticos, antifúngicos e antiparasitários que as bactérias podem produzir, disse Satish Nair, professor de bioquímica da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, que liderou a pesquisa.

"Em condições de laboratório, as bactérias não produzem o número de moléculas que têm a capacidade de produzir", disse ele. "E isso é porque muitos são regulados por hormônios de pequenas moléculas que não são produzidos, a menos que as bactérias estejam ameaçadas".

Nair e seus colegas queriam determinar como esses hormônios influenciam a produção de antibióticos nas actinobactérias. Ao expor suas bactérias ao hormônio certo ou à combinação de hormônios, os pesquisadores esperam estimular os micróbios a produzir novos compostos que sejam medicamente úteis.

A equipe se concentrou no avenolide, um hormônio que é mais quimicamente estável do que o usado em estudos anteriores de hormônios bacterianos. O avenolide regula a produção de um composto antiparasitário conhecido como avermectina em um micróbio do solo. Uma versão quimicamente modificada desse composto, a ivermectina, é usada como tratamento para a cegueira dos rios, uma doença transmitida por moscas que cegou milhões de pessoas, principalmente na África subsaariana, antes do desenvolvimento da droga.

Para o novo estudo, a estudante de química Iti Kapoor desenvolveu um processo mais simplificado para sintetizar avenolida em laboratório do que o disponível anteriormente. Isso permitiu à equipe estudar as interações do hormônio com seu receptor, tanto dentro como fora das células bacterianas.

"Usando um método chamado cristalografia de raios X, o estudante de graduação em bioquímica Iti e Philip Olivares foi capaz de determinar como o hormônio se liga ao seu receptor e como o receptor se liga ao DNA na ausência de hormônios", disse Nair. "Normalmente, esses receptores ficam no genoma e basicamente atuam como freios".

Os pesquisadores descobriram que quando o hormônio se liga a ele, o receptor perde sua capacidade de se apegar ao DNA. Isso desliga os freios, permitindo que o organismo produza compostos defensivos como antibióticos.

O conhecimento de quais regiões do receptor estão envolvidas na ligação ao hormônio e ao DNA permitiu à equipe escanear os genomas de dezenas de actinobactérias para encontrar sequências que tinham as características certas para se ligar ao receptor ou a receptores similares . Esse processo, chamado mineração de genoma, permitiu à equipe identificar 90 actinobactérias que parecem ser reguladas por avenolida ou outros hormônios da mesma classe.

"Nosso projeto a longo prazo é pegar essas 90 bactérias, cultivá-las em laboratório, adicionar hormônios quimicamente sintetizados e ver quais novas moléculas estão sendo produzidas", disse Nair. "A beleza de nossa abordagem é que agora podemos fazer com que as bactérias produzam grandes quantidades de moléculas que normalmente não conseguiríamos produzir em laboratório".

 

.
.

Leia mais a seguir