p Por duas décadas, os cientistas têm buscado uma nova maneira potencial de tratar infecções bacterianas, usando proteínas de ocorrência natural conhecidas como peptídeos antimicrobianos (AMPs). Agora, Os cientistas do MIT registraram as primeiras imagens microscópicas que mostram os efeitos mortais dos AMPs, a maioria dos quais mata fazendo furos nas membranas das células bacterianas. p Pesquisadores liderados pela Professora Angela Belcher do MIT modificaram um existente, técnica extremamente sensível, conhecida como microscopia de força atômica de alta velocidade (AFM), para permitir que eles visualizem as bactérias em tempo real. Seu método, descrito na edição online de 14 de março de Nature Nanotechnology , representa a primeira maneira de estudar células vivas usando imagens de alta resolução gravadas em rápida sucessão.

p O uso deste tipo de AFM de alta velocidade pode permitir aos cientistas estudar como as células respondem a outras drogas e à infecção viral, diz Belcher, o Professor Germeshausen de Ciência e Engenharia de Materiais e Engenharia Biológica e membro do Instituto Koch para Pesquisa Integrativa do Câncer do MIT.

p Também pode ser útil no estudo da morte celular em células de mamíferos, como a morte de células nervosas que ocorre em pacientes com Alzheimer, diz Paul Hansma, professor de física da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, que desenvolve tecnologia AFM há 20 anos. “Este artigo é um avanço altamente significativo na geração de imagens de última geração de processos celulares, ”Diz Hansma, que não participou da pesquisa.

p Alta velocidade

p Força atômica microscópica, inventado em 1986, é amplamente utilizado para criar imagens de materiais em nanoescala. Sua resolução (cerca de 5 nanômetros) é comparável à da microscopia eletrônica, mas ao contrário da microscopia eletrônica, não requer vácuo e, portanto, pode ser usado com amostras vivas. Contudo, AFM tradicional requer vários minutos para produzir uma imagem, portanto, ele não pode registrar uma sequência de eventos que ocorrem rapidamente.

p Nos últimos anos, cientistas desenvolveram técnicas de AFM de alta velocidade, mas não os otimizou para células vivas. Isso é o que a equipe do MIT se propôs a fazer, com base na experiência do autor principal Georg Fantner, um associado de pós-doutorado no laboratório de Belcher que havia trabalhado em AFM de alta velocidade na Universidade da Califórnia em Santa Bárbara.

p A microscopia de força atômica usa um cantilever equipado com uma ponta de prova que “sente” a superfície de uma amostra. As forças entre a ponta e a amostra podem ser medidas conforme a sonda se move pela amostra, revelando a forma da superfície. A equipe do MIT usou um cantilever de cerca de 1, 000 vezes menor do que os normalmente usados ​​para AFM, o que lhes permitiu aumentar a velocidade da imagem sem prejudicar as bactérias.

p As medições são realizadas em um ambiente líquido, outro fator crítico para manter a bactéria viva.

p Com a nova configuração, a equipe conseguiu tirar imagens a cada 13 segundos durante um período de vários minutos após o tratamento com um AMP conhecido como CM15. Eles descobriram que a morte celular induzida por AMP parece ser um processo de duas etapas:um curto período de incubação seguido por uma rápida "execução". Eles ficaram surpresos ao ver que o início do período de incubação variou de 13 a 80 segundos.

p “Nem todas as células começaram a morrer ao mesmo tempo, mesmo sendo geneticamente idênticos e expostos ao peptídeo ao mesmo tempo, ”Diz Roberto Barbero, um estudante de graduação em engenharia biológica e um autor do artigo.

p A maioria dos AMPs age perfurando as membranas das células bacterianas, que destrói o delicado equilíbrio entre a bactéria e seu ambiente. Outros parecem ter como alvo máquinas dentro da célula. Tem havido um grande interesse no desenvolvimento de AMPs como medicamentos que podem complementar ou substituir os antibióticos tradicionais, mas nenhum foi aprovado ainda.

p Até alguns anos atrás, pensava-se que as bactérias não poderiam se tornar resistentes ao AMPS, mas estudos recentes mostraram que sim. O novo trabalho do MIT pode ajudar os pesquisadores a entender como essa resistência se desenvolve.