Um artigo científico detalhou como bactérias usam um sistema de comunicação intercelular. E o que dá para fazer para inibí-lo. A pesquisa, publicada na revista Heliyon, é de cientistas do Centro de Pesquisa em Alimentos (FoRC – Food Research Center) e da Universidade de Cornell, nos EUA.

Para quem tem pressa:

  • Um artigo científico detalhou como bactérias usam um sistema de comunicação intercelular – e o que dá para fazer para inibí-lo;
  • A existência do sistema e da possibilidade de inibí-lo não é novidade, mas faltava detalhar e estruturar o conhecimento sobre isso;
  • O objetivo da pesquisa é abrir caminho a possíveis aplicações – inclusive, os próximos passos já serão focados nisso.

Esse sistema de comunicação se chama quorum sensing (sensor de quórum, em tradução livre). Mediado por sinais químicos, ele é usado por bactérias para, por exemplo, coordenar ataques em massa a um hospedeiro.

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O sistema em si, bem como a possibilidade de inibí-lo, não é novidade. Desde o começo dos anos 2000, já se sabia que extratos de plantas contendo compostos fenólicos conseguem inibir esse sistema. E vários estudos vêm sendo feitos para compreender seus mecanismos.

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No entanto, faltava detalhar e estruturar esse conhecimento, com objetivo de abrir caminho a possíveis aplicações. É isso que o artigo dos cientistas do FoRC e da Universidade de Cornell, publicado na revista Heliyon, faz, de acordo com o Jornal da USP.

Detalhamos como os principais compostos fenólicos [dos mais de dez mil existentes] atuam nas bactérias patogênicas mais conhecidas, como Pseudomonas aeruginosa, Salmonella e Serratia marcescens. E constatamos que baixas concentrações desses compostos já são suficientes para inibir a comunicação das bactérias.

Emília Maria França Lima, cientista de alimentos e primeira autora do artigo

Aplicações possíveis

Imagem de microscópio de bactérias
(Imagem: PxHere)

O conhecimento desses mecanismos de inibição poderá ser utilizado no desenvolvimento de fármacos, embalagens ativas de alimentos, produtos de limpeza, entre outras aplicações que possibilitem aumentar a segurança no controle de bactérias.

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A grande esperança é que tenha também potencial para ajudar a resolver um problema de saúde pública relevante: a resistência microbiana a antibióticos.

Quando usamos um antibiótico, por exemplo, eliminamos as bactérias. Mas à medida que esse antibiótico vai sendo utilizado, muitas vezes de forma indiscriminada, acabamos selecionando bactérias resistentes que surgem por meio de mutações ou aquisição de genes de resistência. Portanto, unir os antibióticos aos compostos fenólicos pode ser uma estratégia promissora.

Emília Maria França Lima, cientista de alimentos e primeira autora do artigo

A possibilidade dessas aplicações só existe porque os compostos fenólicos interferem na comunicação das bactérias, impedindo que elas saibam quando estão em número suficiente para produzir fatores de virulência.

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Para produzir esses fatores de virulência, é preciso disponibilizar uma quantidade enorme de energia, algo que uma bactéria não consegue fazer sozinha. Por isso, é necessário que elas se unam até atingirem um quórum predeterminado, conforme explicou o orientador da pesquisa, o microbiologista Uelinton Manoel Pinto, professor da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP e pesquisador do FoRC, que também é coautor do estudo ao lado de Stephen C. Winans, da Universidade de Cornell.

Os detalhes desse intrigante sistema de comunicação, segundo ele, foram desvendados ao longo de décadas, com destaque para a criação do termo quorum sensing, na década de 1990, por Winans.

As pesquisas demonstraram que muitos comportamentos microbianos são influenciados pela comunicação dos microorganismos, incluindo a produção de fatores de virulência (importantes nos mecanismos de infecção), formação de biofilmes (relevante em diversas áreas) e na deterioração dos alimentos.

Desde então, muitos pesquisadores ao redor do mundo estudam formas de inibir a comunicação microbiana mediada por quorum sensing.

Inibidores de bactérias

Montagem de imagens de microscópio de bactérias
(Imagem: Reprodução/Jornal da USP)

O artigo, fruto da pesquisa de doutorado de Emília, classificou os possíveis sistemas de inibição do quorum sensing em: específico, não específico e indireto.

Os inibidores específicos agem diretamente nas proteínas que produzem ou recebem as moléculas pelas quais as bactérias se comunicam. É como se fossem “ruídos” impedindo a interpretação correta da informação recebida pelos micro-organismos, explicou Emília.

A pesquisadora acrescentou que algumas enzimas também atuam nesse mecanismo específico. Isso porque são capazes de degradar as moléculas sinalizadoras, causando um silenciamento na comunicação.

Já os inibidores não específicos atuam em vias intracelulares que regulam as moléculas mensageiras. Isso afeta indiretamente as vias de comunicação por quorum sensing que também são influenciadas por esses mensageiros intracelulares, segundo Emília.

Por fim, os inibidores indiretos atacam de maneira mais abrangente outras vias envolvidas na produção de enzimas e proteínas, interferindo no metabolismo global do micro-organismo e, consequentemente, afetando a comunicação bacteriana, de acordo com a pesquisadora.

Próximos passos

Imagem de microscópio de bactérias
(Imagem: Gerd Altmann/Pixabay)

Agora, com os mecanismos bem detalhados, o grupo do professor Uelinton Pinto, na USP, se dedica a novas pesquisas.

No momento, estão sendo desenvolvidos estudos que buscam combinar compostos fenólicos para otimizar sua ação contra patógenos como a P. aeruginosa e a Salmonella.

O professor também contou que seu grupo está estabelecendo uma parceria com pesquisadores da França para avaliar a segurança de uso de combinações de composto fenólicos sobre o organismo humano.

Assim, será estudado um possível efeito toxicológico de combinações de compostos fenólicos em um modelo in vitro – células do pulmão, infectadas ou não com P. aeruginosa – e em modelo in vivo com o nematóide (verme microscópico) Caenorhabditis elegans.

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