Os pesquisadores desenvolveram um método para estimular a produção de novos compostos antibióticos ou antiparasitários escondidos nos genomas das actinobactérias, que são a fonte de drogas como a actinomicina e estreptomicina e são conhecidas por abrigar outras riquezas químicas inexploradas. Os cientistas relatam suas descobertas no jornal eLife .

Os pesquisadores queriam superar um problema de décadas que confronta aqueles que desejam estudar e fazer uso dos inúmeros antibióticos, compostos antifúngicos e antiparasitários que as bactérias podem produzir, disse Satish Nair, um professor de bioquímica da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign que liderou a pesquisa.

“Em condições de laboratório, bactérias não fazem o número de moléculas que têm a capacidade de fazer, ", disse ele." E isso porque muitos são regulados por hormônios de pequenas moléculas que não são produzidos a menos que as bactérias estejam sob ameaça. "

Nair e seus colegas queriam determinar como esses hormônios influenciam a produção de antibióticos nas actinobactérias. Ao expor suas bactérias ao hormônio certo ou combinação de hormônios, os pesquisadores esperam estimular os micróbios a produzir novos compostos que sejam medicamente úteis.

A equipe se concentrou no avenolide, um hormônio quimicamente mais estável do que o usado em estudos anteriores de hormônios bacterianos. Avenolide regula a produção de um composto antiparasitário conhecido como avermectina em um micróbio do solo. Uma versão quimicamente modificada deste composto, ivermectina, é usado como um tratamento para a oncocercose, uma doença transmitida por moscas que cegou milhões de pessoas, principalmente na África Subsaariana, antes de a droga ser desenvolvida.

Para o novo estudo, O estudante de graduação em química Iti Kapoor desenvolveu um processo mais simplificado para sintetizar avenolida no laboratório do que estava disponível anteriormente. Isso permitiu que a equipe estudasse as interações do hormônio com seu receptor, tanto dentro quanto fora das células bacterianas.

"Usando um método chamado cristalografia de raios-X, Iti e o aluno de graduação em bioquímica Philip Olivares foram capazes de determinar como o hormônio se liga ao seu receptor e como o receptor se liga ao DNA na ausência de hormônios. "Nair disse." Normalmente, esses receptores ficam no genoma e atuam basicamente como freios. "

Os pesquisadores descobriram que quando o hormônio se liga a ele, o receptor perde sua capacidade de se agarrar ao DNA. Isso desliga os freios, permitindo que o organismo produza compostos defensivos como os antibióticos.

Saber quais regiões do receptor estão envolvidas na ligação ao hormônio e ao DNA permitiu que a equipe explorasse os genomas de dezenas de actinobactérias para encontrar sequências que tivessem as características certas para se ligar ao seu receptor ou a receptores semelhantes. Este processo, chamado de mineração de genoma, permitiu que a equipe identificasse 90 actinobactérias que parecem ser reguladas por avenolida ou outros hormônios da mesma classe.

"Nosso projeto de longo prazo é levar essas 90 bactérias, cresça-os no laboratório, adicionar hormônios sintetizados quimicamente a eles e ver quais novas moléculas estão sendo produzidas, "A beleza de nossa abordagem é que agora podemos fazer com que as bactérias produzam grandes quantidades de moléculas que normalmente não seríamos capazes de fazer em laboratório."