• Home
  • Química
  • Astronomia
  • Energia
  • Natureza
  • Biologia
  • Física
  • Eletrônicos
  •  science >> Ciência >  >> Biologia
    A promessa de novos antibióticos reside em acorrentar minúsculas bolas tetherballs tóxicas às bactérias

    No método SLAY, cada bactéria é geneticamente modificada para produzir uma molécula em sua superfície celular que é parte peptídeo e parte tether - como uma bola de tetherball de playground. Este arranjo permite que os peptídeos imitem drogas que flutuam livremente no corpo humano. Crédito:Ashley Tucker

    Os biólogos da Universidade do Texas em Austin desenvolveram um método para rastrear rapidamente centenas de milhares de medicamentos em potencial para combater infecções, uma inovação promissora no combate ao flagelo crescente de bactérias resistentes a antibióticos. O método envolve a engenharia de bactérias para produzir e testar moléculas que são potencialmente tóxicas para si mesmas.

    Uma descrição do método aparece na edição impressa de 25 de janeiro da revista. Célula .

    Nenhuma nova classe de antibiótico foi descoberta em 40 anos - muitos dos mais acessíveis na natureza já foram encontrados, e o processo para criar e testar novos a partir do zero é lento e trabalhoso - mas a medicina moderna precisa muito deles. De acordo com a Organização Mundial da Saúde, os antibióticos adicionaram cerca de 20 anos à média de vida humana. Mas seus benefícios de proteção estão diminuindo à medida que as bactérias desenvolvem resistência aos antibióticos.

    Em sua prova de conceito, a equipe UT Austin, liderado por Bryan Davies, rastreado cerca de 800, 000 moléculas chamadas de peptídeos para ver se eles tinham efeitos antimicrobianos, o que significa que mataram bactérias nocivas. Daqueles, vários milhares de bactérias E. coli mortas, tornando-os pistas potenciais para antibióticos. Alguns antibióticos em uso atualmente são peptídeos. Pesquisa de acompanhamento será necessária para determinar qual, caso existam, dos milhares de novos leads são realmente eficazes e seguros em humanos, mas os pesquisadores demonstraram que pelo menos uma dessas moléculas, apelidado de P7, também mata outras formas de bactérias patogênicas e é seguro em ratos.

    Com este método, chamado SLAY (Surface Localized Antimicrobial Display), uma pessoa pode rastrear centenas de milhares de peptídeos semelhantes de forma mais rápida e econômica do que os métodos existentes. Davies gostaria de ver o método se tornar uma ferramenta padrão na busca global por novos antibióticos.

    "E daí se tivermos mil grupos, todos usando este sistema para seguir seus próprios interesses e seus próprios peptídeos?" disse Davies, professor assistente de biociências moleculares. "Depois de habilitar uma comunidade desse tamanho, então eu acho que você tem uma chance melhor de realmente encontrar um novo antibiótico que funcione. "

    Um avanço importante neste trabalho foi descobrir como fazer as bactérias produzirem moléculas que podem ser tóxicas para si mesmas e controlar como essas moléculas interagem com as bactérias hospedeiras.

    Crédito:Universidade do Texas em Austin

    "Nós pensamos, não seria ótimo se uma bactéria pudesse sintetizar o composto para nós, porque as bactérias são baratas e fáceis de cultivar, e, em seguida, testar o composto em si mesmo e relatar e nos dizer, era um antimicrobiano ou não? ", disse Davies.

    A solução foi projetar geneticamente a bactéria para produzir uma molécula na superfície da célula que é parte peptídeo e parte tether - como um tetherball de playground e sua tether - com uma extremidade fixada à membrana celular e a outra extremidade livre para flutuar. Isso permite que o peptídeo se mova e faça contato com a superfície da célula bacteriana, como se estivesse flutuando livremente como uma droga em sua corrente sanguínea, mas sem interagir com outras bactérias próximas.

    Ao garantir que cada versão do tetherball apenas interaja com as bactérias que o produziram, os pesquisadores poderiam então dar um grande salto em eficiência. Eles poderiam criar centenas de milhares de cepas de bactérias - cada uma geneticamente modificada para produzir uma versão ligeiramente diferente do tetherball - e colocar todas essas cepas no mesmo tubo de ensaio para crescer. Executando centenas de milhares de experimentos simultaneamente, seu método economiza uma quantidade enorme de espaço, tempo e custo.

    Parte desse processo se baseia em uma técnica desenvolvida por George Georgiou, da UT Austin, na década de 1990, que induz as bactérias a produzirem proteínas ou peptídeos em suas superfícies.

    Para descobrir quais tetherballs (peptídeos) eliminam seus hospedeiros, os cientistas usam o sequenciamento de genes para identificar quais versões estão sendo produzidas por bactérias no início e quais estão sendo produzidas no final.

    Seguindo a descoberta de que P7 mata patógenos, a equipe agora planeja criar milhares de variações sutis desta molécula, chamados derivados, e executá-los através do mesmo processo de triagem para procurar uma versão ainda mais eficaz.

    A colega de pós-doutorado Ashley Tucker liderou o trabalho experimental para demonstrar o uso da plataforma.

    Davies, Tucker e UT Austin entraram com pedidos de patente para o método SLAY e para as sequências genéticas específicas para os milhares de peptídeos antimicrobianos que descobriram até agora.


    © Ciência https://pt.scienceaq.com