Nova técnica permite estudar resistência das bactérias a antibióticos

Estudo liderado pelo investigador português André Nogueira Mateus, no European Molecular Biology Laboratory (EMBL), permitiu adaptar uma técnica ao estudo da resistência das bactérias aos medicamentos.

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Bactérias E. coli coloridas em gradiente de calor
Bactérias E. coli coloridas em gradiente de calor. Imagem: © Aleksandra Krolik / EMBL

A resistência aos antibióticos está a espalhar-se por todo o mundo pelo que há uma grande necessidade de novas tecnologias para o estudo de bactérias. Investigadores do European Molecular Biology Laboratory (EMBL) adaptaram uma técnica já existente para estudar o comportamento de fusão das proteínas, para ser usada no estudo de bactérias. Os resultados foram publicados na Molecular Systems Biology, no dia 6 de julho, permitindo que os investigadores de todo o mundo possam usar a técnica.

A técnica Thermal proteome profiling (TPP) foi desenvolvida em 2014 e permite aos cientistas comparar o comportamento de fusão de todas as proteínas numa célula ou organismo antes e depois de uma perturbação, como a administração de um fármaco. Ao adaptar a TPP às bactérias, esta pode ser agora usada para estudar a atividade e a arquitetura da maioria das proteínas num célula de bactéria enquanto está viva. André Nogueira Mateus, investigador português, pós-doc, a trabalhar nos grupos de Mikhail Savitski e Typas no EMBL, liderou o estudo.

Bactérias e ação ao calor

Enquanto o corpo humano deixa de funcionar a uma temperaturas acima de 42° C, as bactérias E. coli ainda crescem regularmente até 45° C. “Descobrimos que as proteínas no meio de uma célula de bactéria são menos tolerantes ao calor do que as que se encontram à superfície da célula”, referiu Mikhail Savitski, e acrescentou: “Surpreendentemente, a localização de uma proteína é mais preditiva para o seu comportamento de fusão do que com as outras proteínas com as quais interage.”

Com a TPP, os investigadores também podem investigar os efeitos de fármacos em bactérias. As interações proteína-fármaco tipicamente aumentam a tolerância das proteínas ao calor, resultando em pontos de fusão mais altos. Assim, comparar a tolerância ao calor de células de bactérias sujeitas a fármacos e não sujeitas a fármacos ajuda a identificar alvos de drogas antimicrobianas, mas também a decifrar como a célula da bactéria sucumbe à droga ou tenta contornar sua ação.

Mecanismos de resistência a medicamentos

“Num caso particular, fomos capazes de elucidar um novo mecanismo de resistência a medicamentos”, referiu André Mateus, e esclareceu: “As células usam proteínas para bombear os antibióticos para fora da célula. Depois de remover geneticamente uma dessas bombas de efluxo do seu cromossoma, as bactérias tornaram-se mais sensíveis a muitas drogas, mas curiosamente mais resistentes a um antibiótico específico chamado aztreonam. Usando a TPP, descobrimos que isso se devia aos níveis dramaticamente reduzidos de uma porina específica – uma proteína que age como um poro – usada pelo aztreonam para entrar na célula.”

Em comparação com outras técnicas, a TPP permite aos cientistas investigar os efeitos de perturbações em milhares de proteínas individuais num curto espaço de tempo.

Os investigadores consideram que a maioria dos insights obtidos – como as mudanças na atividade de proteínas in vivo – seria impossível com outras técnicas convencionais e com tantas proteínas simultaneamente, o que mostra o potencial da TPP para estudar as bactérias em detalhe.

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