Pesquisadores do Instituto Quadram identificaram genes que codificam uma versão até então desconhecida da neurotoxina botulínica em bactérias do intestino de uma vaca.

Esta é a primeira vez que um grupo intacto de genes para a produção de neurotoxina botulínica foi encontrado fora da bactéria Clostridium botulinum ou de seus parentes próximos, e apenas o segundo relato de uma nova toxina botulínica nos últimos 40 anos.

Clostridium botulinum é um patógeno perigoso que forma a toxina botulínica altamente potente, que quando ingerido causa botulismo, uma doença neuroparalítica mortal. Mas a neurotoxina botulínica agora também é usada em uma série de procedimentos médicos, bem como para fins cosméticos. A descoberta deste novo tipo de neurotoxina botulínica, de uma fonte inesperada, tem o potencial de alargar ainda mais a gama de utilizações médicas.

Os genes que codificam a proteína da toxina botulínica junto com as proteínas acessórias que protegem a toxina botulínica e garantem seu funcionamento, são organizados como um agrupamento de genes. Em uma nova pesquisa, publicado no jornal FEBS Letters , cientistas do Instituto Quadram realizaram uma pesquisa no banco de dados de Sequência do Genoma Completo do National Center for Biotechnology Information. Usando técnicas de bioinformática, Dr. Jason Brunt e Dr. Andrew Carter, trabalhando com o professor Mike Peck e a Dra. Sandra Stringer, rastreou este banco de dados para outras entradas que eram semelhantes às proteínas previstas que o gene da toxina botulínica produziria. O estudo foi financiado pelo Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas.

Esta pesquisa identificou um grupo de genes não descoberto que codifica uma nova neurotoxina botulínica e proteínas acessórias no genoma de uma espécie de bactéria Enterococcus isolada de fezes de vaca.

A bactéria Enterococcus normalmente habita o trato gastrointestinal de animais e humanos. Alguns são comensais, constituindo uma parte do microbioma normal que povoa o intestino. Outros são conhecidos por causar doenças. Esta cepa particular foi isolada de fezes de vacas nos EUA, mas não se sabe se a vaca apresentava sinais de botulismo. A análise sugere que o agrupamento de genes provavelmente será expresso ativamente e produzirá a toxina, portanto, a equipe de pesquisa está interessada em realizar pesquisas adicionais para entender quais efeitos o transporte dessa bactéria tem sobre os animais.

Além de compreender as implicações de encontrar esta nova variante do agrupamento de genes do botulismo em uma espécie não clostridial de bactéria intestinal, a equipe está interessada em explorar como isso pode ajudar no desenvolvimento de novos tratamentos para doenças. Os pesquisadores encontraram indicações de modelagem de estrutura 3-D de que esta nova versão da toxina pode possuir um novo mecanismo de direcionamento, o que poderia permitir o tratamento de uma ampla gama de condições.

"Uma vez expresso como uma proteína, esta nova neurotoxina pode possuir novas propriedades, tais como propriedades imunomoduladoras, tornando-o útil para uma ampla gama de problemas médicos. Ele também pode ter propriedades que o tornam um candidato ideal para uso como alternativa às neurotoxinas botulínicas existentes, como o Botox ", disse o Dr. Jason Brunt.

"É uma questão intrigante como esta cepa de Enterococcus adquiriu um cluster de genes de neurotoxina botulínica, que benefício traz para esta bactéria, e mais trabalhos são necessários para explorar as implicações de nossa importante descoberta com relação à possibilidade de sua transferência entre bactérias. Trabalhos adicionais também são necessários para caracterizar esta nova toxina, mas as indicações iniciais são de que esta pode ser uma descoberta altamente significativa. Vamos agora determinar a potência desta nova toxina botulínica e como ela pode ser usada como agente terapêutico, "disse o Dr. Andrew Carter.