2013-09-14

Subject: Bactéria modificada destrói agentes patogénicos

 

Bactéria modificada destrói agentes patogénicos

 

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@ marlerblog.comNa guerra contra as infecções, a medicina herói e eis senão quando surge a bactéria geneticamente modificada que pode perseguir e destruir agentes patogénicos com uma sequência de dois poderosos golpes.

O biólogo sintético Matthew Chang, da Universidade Tecnológica Nanyang em Singapura, armou a bactéria Escherichia coli com um sistema de ‘busca e destruição' que tem como alvo as células da Pseudomonas aeruginosa, uma bactéria invasora que provoca pneumonia e outras doenças. 

Em testes preliminares com ratos infectados, a bactéria modificada deixou um rasto de P. aeruginosa mortas à sua passagem.

Chang e a sua equipa já tinham anteriormente desenvolvido um tipo de E. coli capaz de produzir um péptido antibacteriano chamado piocina e depois explodir, libertando a sua carga mortífera quando detectava um sinal químico emitido pelas suas presas. Agora a justiceira geneticamente modificada está de volta e mais dura que nunca.

Os investigadores inseriram na E. coli genes que codificam a  produção de um péptido mortífero chamado microcina S (MccS). Esta molécula é mais pequena que a piocina, logo a bactéria E. coli pode excretá-la em vez de descarregar a carga num único estouro suicida. Isso significa que são necessárias menos bactérias modificadas para tratar a infecção.

A equipa carregou de seguida a bactéria modificada com genes que codificam a produção da nuclease DNase I. Esta enzima corta eficientemente o biofilme protector que envolve as colónias de P. aeruginosa ao degradar os ácidos nucleicos que ajudam a mantê-lo íntegro.

Os investigadores programaram a sua E. coli de forma a que astuciosamente mantenha a sua pólvora seca até estar mesmo perto do alvo. Consegue detectar uma molécula mensageira da P. aeruginosa usada num processo apelidado detecção de quórum, pelo qual a invasora avalia a sua própria densidade populacional. Cada E. coli gera uma proteína que se liga a uma molécula detectora de quórum, formando um complexo que activa o seu sistema de armas.

Esse complexo também controla o movimento da E. coli, pelo que a bactéria nada em direcção às maiores concentrações da molécula detectora de quórum por um processo conhecido por quimiotaxia. À medida que se aproxima da presa, a E. coli aumenta a sua produção de munições.

“Essa é a verdadeira pérola deste trabalho", diz William Bentley, biólogo sintético na Universidade do Maryland em College Park. “Acho que é mesmo inovador." Algumas destas tácticas já foram usadas individualmente em outras bactérias geneticamente modificadas mas “juntar tudo numa só é totalmente novo", diz Bentley. A assassina é revelada esta semana na ACS Synthetic Biology.

Chang introduziu as suas mercenárias microscópicas em ratos infectados com P. aeruginosa e recolheu amostras fecais alguma shoras depois. Descobriu que os animais continham menos agentes patogénicos do que os animais que tinham recebido E. coli vulgar e pareciam não sofrer de efeitos negativos devidos ao tratamento: “É muito prometedor", diz Chang.

 

Mas estas bactérias modificadas poderão alguma vez ser usadas em humanos? “Acredito que sim", diz Chang. A maioria dos tratamentos antibióticos convencionais matam bactérias indiscriminadamente, abatendo tanto os microrganismos patogénicos, como as bactérias benéficas do intestino, por exemplo. Pelo contrário, a E. coli de Chang oferece a possibilidade de um ataque cirúrgico.

Chang também sugere que as bactérias podem ser administradas a pessoas com risco elevado de infecções patogénicas. A E. coli pode ficar dormente no intestino e activar-se apenas quando o seu inimigo surge. “Claro que há barreiras reguladoras por serem organismos geneticamente modificados", diz Chang. “Mas eventualmente, se conseguirmos demonstrar que são seguras e eficazes, realmente consigo ver a sua utilização em humanos."

Bentley usou uma abordagem semelhante ao criar bactérias que procuram células cancerosas e descarregam uma carga de moléculas químicas à chegada. Ele está agora a trabalhar com Chang num projecto financiado pela Agência Americana para a Redução de Ameaças à Defesa para produzir uma versão da E. coli que possa neutralizar outros microrganismos patogénicos para além da P. aeruginosa

Outros investigadores têm estado a trabalhar em sistemas semelhantes. Por exemplo, Ron Weiss, do Instituto de Tecnologia do Massachusetts em Cambridge, recentemente criou uma E. coli capaz de detectar a mesma molécula mensageira da P. aeruginosa, e distribuir um composto antimicrobiano em resposta.

Chang também está a tentar melhorar o sistema de detecção dos alvos da sua bactéria e aumentar a sua capacidade para ultrapassar os biofilmes adultos. Está a dar à sua E. coli a capacidade de se ligar aos microrganismos inimigos de forma a que não consigam escapar.

De agora em diante, os microrganismos têm que perguntar a si próprios uma única questão: sentes-te com sorte? Então, sentes-te, P. aeruginosa?

 
 

 

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