Este controle direcionado de fagos fornece abordagens biotecnológicas e terapêuticas inteiramente novas, por exemplo. para terapias de fago. Os resultados produzidos no contexto de uma subvenção ERC foram publicados no Jornal da American Chemical Society .

O corpo humano e sua microbiota abrigam uma grande quantidade de fagos. Eles infectam bactérias como partículas de vírus para garantir sua própria sobrevivência. Uma de suas estratégias é se integrar ao genoma bacteriano e se multiplicar por meio da divisão celular bacteriana. Contudo, moléculas de sinal externo podem desencadear o súbito despertar dos fagos de seu estágio dormente. Uma vez ativado, eles destroem seu hospedeiro, a bactéria, e, assim, liberam suas partículas virais recém-produzidas. Com uma prestigiosa concessão ERC Consolidator do European Research Council, Thomas Böttcher investiga a mudança do estilo de vida adormecido (lisogênico) para o ativado (lítico) dos fagos.

Guerra entre micróbios

“Já sabemos que os fagos influenciam de forma decisiva a dinâmica populacional de bactérias e que os microorganismos competem usando armas químicas, "diz Thomas Böttcher, Professor de Bioquímica Microbiana da Faculdade de Química e do Centro de Microbiologia e Ciência de Sistemas Ambientais. "Queríamos agora investigar se, nos complexos ecossistemas microbianos, também existem micróbios que ativam fagos especificamente para usá-los contra seus concorrentes. "

De fato, os pesquisadores puderam mostrar que a bactéria Pseudomonas aeruginosa produz grandes quantidades de uma molécula de sinal que desencadeia a conversão de um fago, residir em uma linhagem da espécie Staphylococcus aureus , de um companheiro silencioso em um parasita mortal.

Ativação de fago altamente seletiva

"Ficamos completamente surpresos ao descobrir que o composto químico piocianina, que fomos capazes de isolar e sintetizar, apenas ativou especificamente um dos vários fagos de Staphylococcus aureus . A piocianina é, portanto, um agente altamente seletivo, "diz a coautora Magdalena Jancheva.

A droga mitomicina C induz danos ao DNA em células bacterianas e faz com que os fagos deixem seu hospedeiro moribundo, mas de acordo com Thomas Böttcher, "ele ativa todos os fagos nas bactérias de uma maneira não seletiva." Os pesquisadores também observaram que a piocianina libera ainda mais fagos em Staphylococcus aureus do que a mitomicina C, a piocianina, portanto, teve um "efeito extraordinariamente forte".

A descoberta oferece novas perspectivas

As espécies bacterianas Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus ocupam o mesmo nicho ecológico no corpo humano. Como patógenos, eles freqüentemente ocorrem nos pulmões de pacientes com fibrose cística, uma doença metabólica congênita. Estafilococo bactérias dominam em tenra idade, enquanto Pseudomonas as bactérias tornam-se mais prevalentes com o aumento da idade.

O presente estudo demonstra a eficiência da ativação de fagos latentes por agentes químicos de sinalização na batalha por espaço e recursos entre cepas bacterianas. Ele fornece a primeira evidência de que os agentes de sinalização química podem exibir seletividade para fagos específicos em uma cepa bacteriana polilisogênica. Aqui, o fago ativado (phiMBL3) revelou um interruptor molecular até então desconhecido, através do qual o agente de sinalização atua.

"Certas moléculas de sinalização podem tornar possível o combate a patógenos por meio da ativação de fagos - elas podem, portanto, ser usadas para iniciar a terapia de fagos interna, "Thomas Böttcher afirma. Ao mesmo tempo, os interruptores moleculares dos fagos, que desencadeiam seletivamente a produção de partículas virais por meio de uma molécula de sinalização, como a piocianina, também poderia servir como uma nova ferramenta para a biotecnologia ou biologia sintética. "Nossas descobertas abrem um amplo campo no qual queremos seguir em frente, "concluem os pesquisadores.