Quorum sensing: novas possibilidades

No congresso de micro (em outubro do ano passado – 2012), uma palestra que tinha tudo pra ser interessante (e que não ficou nem um pouco abaixo das expectativas) foi a sobre quorum sensing na área de alimentos.

Já falei de quorum sensing aqui no blog… mas acho que vale a pena demais falar de novo, acrescentando as novidades e possibilidades apresentadas na palestra.

Pra começar, o quorum sensing (QS) é a forma como os microrganismos conseguem identificar sua densidade populacional, algo como um censo do IBGE só que funciona de uma forma muito diferente… Enquanto usamos pessoas que passam de casa em casa perguntando quantas pessoas moram em cada casa, as bactérias liberam moléculas que são percebidas por outras bactérias da mesma espécie… A idéia é a seguinte: quanto mais bactérias, mais moléculas estão presentes no meio e, consequentemente, elas percebem se estão em grande ou em pequena quantidade. E qual a importância disso? Bom essas moléculas são capazes de iniciar uma cascata reações celulares que levam a expressão de diferentes genes, dependendo do contexto. É legal falar que tanto as bactéria Gram+ quanto as Gram- realizam QS, mas as moléculas envolvidas são bem diferentes.

Algo que eu ainda não sabia é que além dessa “comunicação” intraespecífica (dentro da mesma espécie), há também QS interespecífico (entre bactérias de espécies diferentes)! Não bastasse isso, ainda há relatos de QS em Candida albicans, um fungo!

Os genes regulado por QS também diferem em cada espécie, veja alguns exemplos de quando falamos em QS intra-específico:

– em Vibrio fisheri e em V. harvey o QS leva a ativação de genes de bioluminescência
– em Pseudomonas, uma bactéria que causa pneumonia em pacientes com fibrose cística, o QS ativa fatores de virulência e induz a formação de biofilme. Em espécies dos gêneros Staphylococcus (patógeno humano) e Erwinia (patógeno vegetal) genes de virulência também são ativados.
– curiosamente, na bactéria causadora do cólera (Vibrio cholerae) o grande número de indivíduos leva a uma redução na patogenicidade do microrganismo. Isso pode estar relacionado com a forma de dispersão do micróbio, que causa uma doença aguda.
– o Staphylococcus aureus, merece um destaque especial pois de acordo com a molécula que a bactéria produz, pode ser classificado em um dos quatro grupos. O mais curioso disso é que as bactérias de um determinado grupo só ativam bactérias do mesmo grupo, podendo inclusive chegar a inibir a produção das moléculas por bactérias de grupos diferentes

Nesse último exemplo vemos uma possibilidade de criar estratégias de combate a um microrganismo utilizando inibidores de QS… Mas porque essa poderia ser uma estratégia interessante, principalmente se considerarmos a preocupante situação da resistência aos antibióticos?

Os antibióticos agem inibindo o crescimento de microrganismos (ou mesmo levando a sua morte) e assim, as bactérias que não são inibidas são selecionadas e se tornam dominantes na população. Por outro lado, utilizando inibidores de QS não estaríamos, a princípio, promovendo uma seleção, pois as bactérias continuariam crescendo e se multiplicando, mas não perceberiam que estão em quantidades elevadas e assim não expressariam muitos dos fatores de virulência.

Apesar de bacteriocinas já serem utilizadas industrialmente, por exemplo a lisina no caso de alimentos processados, podemos persar em novas aplicações a partir dessas novas descobertas. Elas vão desde aplicações na indústria de alimentos, na qual poderia se utilizar de bacteriocinas nas embalagens de alimentos (batatas, por exemplo) visando um maior tempo de prateleira… Em estações de tratamento e empresas que utilizam tubulações, um problema muito comum é a formação de biofilmes que devem ser removidos… A idéia aqui seria associar as bactericinas a detergentes e, assim, facilitar a remoção dessa estrutura bacteriana!

Muita pesquisa ainda deve ser feita para se testar as possibilidades e segurança dessas técnicas… Vamos aguardando!

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Discussão - 10 comentários

  1. Alan Niemies disse:

    Puts, sensacional o post, Samir. Sou estudante de Medicina, e não conhecia a ideia do QS ainda. A ideia é muito boa e realmente poderia diminuir a patogenicidade de muitos microorganismos causadores de doenças humanas.

    Conheci seu blog só hoje e já curti vários posts, parabéns pelo belo conteúdo! :)

    • Samir Elian disse:

      Oi, Alan!
      Quem bom que você gostou do blog!
      Sim, provavelmente teremos muitas implicações na medicina! O post foi voltado pra área de alimentos devido ao foco da palestra.
      Obrigado pelos comentários! ;)

  2. Raphael Pietzsch disse:

    Este tema é realmente bastante interessante. Não sou microbiologista, mas procuro manter meu conhecimento atualizado em relação a assuntos relacionados a microrganismos, particularmente aos procariontes. Nesse aspecto, o que me interessa é o papel de organismos (e, mais frequentemente, microrganismos) no processo co-evolutivo entre a vida e a Terra.
    Suponho que o QS a nível interespecífico possa ser um elemento importante para o processo evolutivo, somando-se a outros fatores que podem ter levado à origem dos eucariontes, como a endossimbiose ou a sintrofia metabólica. Por exemplo, consórcios bacterianos de vida livre operam num ecossistema em grande sintonia, analogamente a um metabolismo único, desempenhando papel fundamental na manutenção dos ciclos biogeoquímicos na superfície do planeta. Cianobactérias como produtores primários e bactérias sulfato-redutoras, por exemplo, consumindo parte da biomassa produzida, e o carbono sendo remobilizado e remineralizado através da cadeia. De patógenos pouco posso falar, mas os microrganismos são extremamente importantes também por outros fatores, como agentes de modificação profunda das condições ambientais da superfície terrestre, e no papel de co-evolução entre a vida, propriamente, e o planeta em si. Entretanto, o papel evolutivo da microbiota vai além da influência daqueles de vida livre, estando relacionado a diversas coisas, como a transferência horizontal de genes entre eles e até em outros níveis, e o efeito sobre o organismo de hospedeiros, como não tenho dúvidas de que você saiba muito bem. Caso ainda não tenha visto, de certa forma relacionado a este último ponto, segue um link para um vídeo que talvez seja mais do teu interesse aplicado (mas posso supor que não apenas os aspectos patológicos te sejam interessantes): http://www.youtube.com/watch?v=FWT_BLVOASI
    O título é “Mind-altering microbes: how the microbiome affects brain and behavior”, apresentado por uma postdoc do Caltech.
    Abraços e parabéns pelo blog! Legal ver outras pessoas com boas iniciativas por aí! Nem tudo está perdido, pois ainda há alguns empenhados na tentativa de disseminar um pouco de conhecimento de alguma forma!

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