Dois potentes antibacterianos encontrados em peixes fazem seu trabalho sujo de maneiras inesperadas, relatam químicos e colegas da UConn em um artigo aceito pelo FEBS Journal . A pesquisa pode apontar o caminho para classes inteiramente novas de antibióticos.

Os peixes sofrem de infecções bacterianas da mesma forma que os humanos. É um problema especialmente difícil para peixes de viveiro, que vivem em bairros próximos, onde a doença pode se espalhar rapidamente. Os piscicultores sabem que adicionar sulfato de cobre à água reduz as doenças bacterianas, mas eles não entenderam o porquê. Agora, uma equipe liderada por químicos da UConn descobriu que os peixes produzem peptídeos antibacterianos que se ligam ao cobre e o usam como arma para exterminar bactérias.

Os peptídeos são pequenas moléculas, feito do mesmo material que as proteínas, mas muito mais curto. Os biólogos sabiam que esses peptídeos de peixes, chamado piscidin-1 e piscidin-3, eram antibacterianos. Mas foi preciso um químico para descobrir a conexão de cobre.

“Estávamos interessados ​​nesses peptídeos porque eles são encontrados em várias espécies diferentes de peixes, "incluindo tilápia e robalo, diz o químico da UConn Alfredo Angeles-Boza. "E notamos que os peptídeos têm um motivo de ligação de cobre, "significando um padrão químico conhecido por se agarrar ao cobre em outros sistemas biológicos.

Portanto, a equipe testou a dependência dos peptídeos do cobre:​​primeiro, eles adicionaram os peptídeos a colônias de bactérias E. coli cultivadas em laboratório. A bactéria morreu em poucas horas. Em seguida, eles cultivaram colônias de E. coli de uma forma especial, ambiente limitado por cobre. Quando eles adicionaram os peptídeos às bactérias pobres em cobre, os peptídeos não eram tão eficazes em matar. Essa era uma prova clara de que o cobre era necessário para que os peptídeos funcionassem.

Uma vez que eles provaram que os peptídeos estavam usando cobre, eles testaram cada peptídeo separadamente para ver seu modo de ação. Embora os dois peptídeos pareçam quimicamente semelhantes, e em ambos os casos eles usaram cobre, eles tinham modos de ataque totalmente diferentes. Piscidin-1 cortou através da membrana celular externa da bactéria, enquanto a piscidina-3 embaralhou o DNA da bactéria.

Angeles-Boza diz que ele e a colaboradora Myriam Cotten do College of William and Mary ficaram surpresos:"Os dois peptídeos são muito semelhantes na estrutura, mas se comportam de maneiras muito diferentes. É vantajoso para os peixes, porque os dois peptídeos têm como alvo micróbios diferentes. A natureza fez uma pequena mudança, mas faz uma grande diferença. "

Além de matar as bactérias imediatamente, piscidin-3 tem uma capacidade única de direcionar formas de bactérias impermeáveis ​​aos antibióticos tradicionais. Por exemplo, certos tipos de bactérias produzem "células persistentes" que se fecham e hibernam quando as condições se tornam hostis. Isso o protege da maioria dos antibióticos tradicionais, que dependem de interromper a maquinaria metabólica de uma célula bacteriana. Mas a piscidina-3 pode se infiltrar na célula e destruir seu DNA, mesmo quando a célula hiberna. Piscidin-3 também pode cortar biofilmes, redes pegajosas de bactérias que tendem a se formar em cateteres, implantes médicos, os pulmões de quem sofre de fibrose cística, e em infecções crônicas de ouvido, para citar apenas alguns exemplos comuns.

Os pesquisadores agora procuram mais exemplos de peptídeos antibacterianos. Até aqui, Angeles-Boza encontrou mais de 65 peptídeos diferentes que se ligam ao cobre, em humanos e outros mamíferos, bem como em peixes. Quanto mais exemplos eles encontram, mais pistas os farmacêuticos terão para projetar novos antibióticos com o mesmo motivo.