Happy Halloween!… ou melhor seria, Feliz Dia do Saci!?

Beatrice é uma bióloga e foi convidada para uma festinha de Halloween… Como uma boa bióloga, ela não podia deixar de biologar…

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Beatrice faz tirinhas e as publica no “Beatrice, the biologist”. Veja seu Tumblr e sua página no Facebook! Não deixe de segui-la!

Ajude a salvar vidas… é simples: lave as mãos!

Hoje, dia 05 de Maio de 2014, a Organização Mundial da Saúde (OMS) celebra sua campanha para higienização das mãos.

Com o lema: “SALVE VIDAS: limpe suas mãos” (SAVE LIVES: clean your hands), a OMS propõe que que se não agirmos logo, e de forma simples, a disseminação de microrganismos resistentes pode chegar a ter consequências ainda mais graves no futuro (bem próximo)!

A campanha é voltada principalmente para profissionais da saúde, mas que também pode e deve ser levada em consideração por outros segmentos da sociedades como escolas, restaurantes – e todos nós, na verdade.

A ideia baseia-se na premissa simples de se evitar a contaminação cruzada que tanto ocorre no ambiente hospitalar e é responsável por ajudar a mantar os microrganismos em circulação naquele ambiente. Um esquema de rotas de transmissão cruzada está representado abaixo:

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Figura traduzida do artigo: Arias CA, Murray BE. (2012). The rise of the Enterococcus: beyond vancomycin resistance. Nature Reviews Microbiology, 10:266-278.

A proposta campanha propõe 5 pequenos passos para mudar o mudo
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Os cuidadores devem lavar as mãos:

1. Antes de tocar o paciente.

2. Antes de procedimentos de limpeza e assepsia do paciente.

3. Após a exposição a fluidos corporais do paciente.

4. Após tocar o paciente.

5. Após tocar os entornos do paciente.

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Sempre que cito esse assunto, gosto de falar de um post de o Karl (do blod Ecce Medicus, aqui do SbBr): “Infecções e seres humanos”. Ali ele apresenta as taxas de infecções de corrente sanguínea (ICS) que uma UTI de um hospital de São Paulo que apresentou um período no qual as taxas de ICS chegaram a zero. E o que causou essa redução!? A melhoria da higiene das mãos dos profissionais da saúde durante o surto de influenza A H1N1.

Como falei no último post do blog, sobre o VRSA: “Ela está entre nós!” e nas edições 11 e 12 do #Scicast sobre superbactérias, não é para entrarmos em pânico. Mas o estado de alerta está aí e não pode ser ignorado. Eu não acredito que vamos vencer a luta se combatermos de frente com essas bactérias, mas se agirmos com cautela, podemos ter resultados a longo prazo mais positivos.

5maioCCartaz do CDC (orgão estadunidense semelhante à ANVISA) incentivando as pessoas a lavarem as mão após saírem do banheiro, afinal, “1 trilhão de germes podem viver em 1g de cocô”.

 

 

Ela está entre nós! Descrição brasileira de uma superbactéria rara

Palavrinhas iniciais…

Vamos falar de coisa boa!? Vamos falar de… ehhhr… Bem que eu gostaria de começar o post assim, mas infelizmente, depois de um tempinho parado, estou voltando para um noticia que não apenas é ruim, como é bastante preocupante.

Em janeiro, participei de um podcast sobre Superbactérias (que, não, não são de Kripton). Foram as edições 11 e 12 do #Scicast (que você pode ouvir aqui e aqui) e esses episódios são uma boa introdução para o que vamos falar hoje aqui… Além disso, já comentamos aqui várias vezes sobre bactérias resistentes a antibióticos e como elas adquirem e passam pra frente essa resistência.

 

Vamos começar…

ResearchBlogging.org Já se fala há algumas décadas do MRSA, siga em inglês para Staphylococcus aureus resistente à meticilina. A meticilina é um antibiótico e essa resistência torna o MRSA uma bactéria difícil de ser tratada, e uma das poucas opções para o tratamento de infecções pelo MRSA é o antibiótico vancomicina.

Acontece que existem bactérias resistentes à vancomicina, dentre elas, o VRE, sigla em inglês para Enterococcus resistente à vancomicina, merece destaque. Isso principalmente porque os enterococos tem uma grande facilidade para transmitir e receber genes de resistência.

Acho que a partir daí já começa a ficar claro o tema do post de hoje… A tranferência da resistência à vancomicina para estafilococos foi descrita pela primeira vez em 2002 nos Estados Unidos e, desde então, outros pouquíssimos casos por lá, além da Índia e do Iraque, foram descritos. A perda da vancomicina como possibilidade de tratamento dessas bactérias faz com que o tratamento do MRSA torne-se mais difícil e bm mais caro.

Na última quinta-feira (dia 17/04/14), a revista “The New England Journal of Medicine” publicou um artigo que relata o primeiro caso de um VRSA no Brasil. VRSA?! Sim, um Staphylococcus aureus resistente à vancomicina.

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Como tudo aconteceu?

Em Novembro de 2011, um paciente masculino de 35 anos foi admitido em um hospital paulistano, e apresentava micose fungoide (um tipo de lifoma de pele), vício em cocaína, diabete mellitus, além de depressão e recente tentativa de suicídio. Ele desenvolveu um quadro de celulite na perna e foi tratado com antibióticos, sendo liberado em Fevereiro de 2012.

Aqui precisamos abrir parênteses:
A celulite que estamos falando aqui é uma doença infecciosa bacteriana, que atinge a pele e os tecidos adjacentes e é causada por diferentes bactérias, sendo a mais comum o estreptococo – nesses casos, a bactéria produz enzimas que ajudam na sua disseminação pelo tecido. Ela também pode ser causado por estafilococos, mas apresenta área de extensão mais reduzida. A outra celulite é um acúmulo de gordura e tecido fibroso sobre a pele, e não tem nada a ver com esse post.
Aqui fechamos nossos parênteses.

Em Junho de 2012, foi readmitido no hospital. Ele apresentou uma piora no quadro psiquiátrico e, não bastasse isso, apresentou reincidência do quadro de infecções de pele e tecidos moles e foi novamente tratado com antibiótico. Um pouco do sangue foi coletado e plaqueado em meio de cultura para ver a presença de bactérias no sangue (chamamos isso de hemocultura), e não houve crescimento (hemocultura negativa). O paciente continuou internado, devido à quimioterapia para tratar do câncer de pele

Em Julho de 2012, o paciente começou a apresentar febre recorrente e foi tratado com antibiótico (dentre eles vancomicina). Dessa vez a hemocultura deu positiva para MRSA. A antibioticoterapia foi alterada (teicoplanina) e, em Agosto, quando o antibiótico foi retirado, a febre retornou. A hemocultura foi positiva para dois diferentes isolados de MRSA sendo, um deles, ainda, resistente à teicoplanina e à vancomicina (além de eritromicina, clindamicina, ciprofloxacina, gentamicina, trimetoprima-sulfametoxazole). O paciente foi então isolado, foi iniciado um tratamento com daptomicina e foi realizada uma cultura de swab retal, que deu positiva pra VRE. [swab ou zaragatoa é um instrumento estéril, semelhante a um cotonete, utilizado para a coleta de secreções e amostras]. Após algumas semanas, diversas complicações associadas a múltiplas infecções, o paciente veio a óbito.

A figura abaixo, retirada do artigo, resume e esquematiza curso clínico apresentado acima.

 

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O que os pesquisadores fizeram com esse VRSA?

A primeira coisa foi estabelecer a relação entre os dois isolados de MRSA, que vamos passar a chamar de S. aureus sensível (VSSA) e resiste (VRSA) à vancomicina. E eles observaram que eles possuem um perfil genético semelhante, sugerindo que a seleção ocorreu in vivo, durante a administração dos glicopeptideos (vancomicina e teicoplanina) e dos outros antibióticos.

O VRSA, porém, apresentou um plasmídio que VSSA não possuía. Esse plasmídio, foi denominado pBRZ01 e possui os genes que conferem a resistência à vancomicina (vanA e outros) e à gentamicina (acc(6’)-aph(2”)). O VRSA, porém, apresentou taxa de crescimento semelhante a do VSSA, sugerindo que o plasmídio não afeta o fitness da linhagem resistente.

A análise mais a fundo desse plasmídio mostrou que ele sofreu alterações genéticas importantes no transposon Tn1546 (que carreia os genes de resistência à vancomicina), além de que a comparação da seqüência desses genes indicam que a origem desses genes é enterocócica – sem, entretanto, terem sido originados do isolado de VRE do swab retal. Eles chegaram a essa conclusão por meio de experimentos que mostraram que o VRE era incapaz de transferir o plasmídio para outros enterococos ou estafilococos.

 

Precisamos entrar em pânico?

Pânico não… Mas ficar preocupados, sim!

Geralmente as linhagens multirresistentes são restritas a hospitais, principalmente, porque é comum terem uma taxa de replicação mais lenta, o que as deixam com vantagem competitiva apenas em situações que envolvem pacientes com saúde comprometida e que estão sob terapia antimicrobiana.

Essa linhagem brasileira de MRSA, porém, além de ter origem na comunidade, não ficou em desvantagem após a aquisição do plasmídio… É aqui que está o ponto que merece atenção! Uma bactéria dessas tem um elevado poder de disseminação, pois tem capacidade comoetitiva com outras bactérias da comunidade, não precisando do ambiente hospitalar e de um paciente com saúde comprometida para poder colonizá-lo.

Nesse caso que apresentamos aqui, o paciente foi identificado e isolado como medida de segurança para evitar a disseminação da bactéria pelo ambiente hospitalar e, consequentemente para a comunidade.

Apesar de serem raros e restritos os casos descritos, isso não é motivo para descuidar. Muito pelo contrário, deve servir de alerta para o uso incorreto de antibióticos e para o cuidado da equipe médica para evitar a transmissão interna e para fora do hospital.

 

Referência

Rossi, F., Diaz, L., Wollam, A., Panesso, D., Zhou, Y., Rincon, S., Narechania, A., Xing, G., Di Gioia, T., Doi, A., Tran, T., Reyes, J., Munita, J., Carvajal, L., Hernandez-Roldan, A., Brandão, D., van der Heijden, I., Murray, B., Planet, P., Weinstock, G., & Arias, C. (2014). Transferable Vancomycin Resistance in a Community-Associated MRSA Lineage New England Journal of Medicine, 370 (16), 1524-1531 DOI: 10.1056/NEJMoa1303359

NÃO, antibiótico NÃO é para tratar gripe!

Para muita gente isso pode estar bastante claro. Mas muita gente ainda acredita que os antibióticos servem para matar virus e podem ser utilizados no tratamento da gripe, por exemplo.

Aqui no Brasil, desde 28/11/2010, uma resolução da ANVISA restringe a venda de antibióticos com retenção da receita nas farmácias. O que acontece é que muitas vezes as normas não são seguidas… E sim, isso está preocupando os agentes de saúde de outros países, como, por exemplo, Portugal.

Eu sempre fui um defensor do uso racional dos antibióticos e uma amiga que está lá na terra dos nossos colonizadores acabou de me mandar uma foto da campanha que está acontecendo por lá!

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De acordo com uma reportagem do jornal português Público do dia 15/11/13:

– 69% dos entrevistados acreditam que os antibióticos servem para matar vírus

– 61% acreditam que antibióticos são eficazes no tratamento de constipações e gripes.

Esses dados foram compilados no “Eurobarómetro” sobre resistência antimicrobiana realizado pelo órgão estatístico da União Européia. Esses dados assustam pois estão acima da médica européia (49% e 41%, respectivamente, para os dois ítens já citados).

Assim como no Brasil, a venda de antibióticos em Portugal exige prescrição médica; mas dentre os entrevistados 2% assumiram terem feito uso de antibióticos que tinham em casa de vezes anteriores e 3% compraram os medicamentos sem receita.

Portugal não só está entre os 10 países europeus que mais utilizam antibióticos, mas também parece ter uma grande taxa de desinformação entre cidadãos acerca dos perigos do uso irresponsável dos antimicrobianos.

Procurei rapidamente sobre esses dados no portal da ANVISA… acabei não encontrando, mas me deparei com um outro dado muito, muito, MUITO preocupante:

“Mais de 50% destas prescrições são inadequadas quanto à via de administração, à dose e até mesmo quanto à indicação do antimicrobiano.” (FONTE: ANVISA)

Essa citação me respalda a fazer uma constatação que há algum tempo já se encontra meio que entalada na garganta…

Eu fiz um curso interativo sobre antimicrobianos na Associação Médica de Minas Gerais, há alguns anos. Era um curso direcionado para médicos, mas não era restritivo, e outros profissionais podiam participar. Esse curso consistiu em em apresentação de casos clínicos e posteriormente os participantes eram arguidos sobre qual antibiótico, qual a dose e qual o tempo de admistração. O resultado? Não diferiu muito do apresentado acima na citação da ANVISA.

As vezes me parece que é muito simples jogar a culpa toda na comunidade e em sua falta de conhecimento quando estamos falando do uso irracional dos antibióticos. Mas quando pensamos nos profissionais que mais deveriam estar aptos a orientar quanto ao uso desses medicamentos, o que vemos é uma situação, também, alarmante. Tudo bem que 50% dos médicos acertam a medicação, mas e os 50% que erram? Quais as consequências desse erro? Mas também é importante perguntar: Como fazer para que esses percentuais se reduzam a níveis menos preocupantes? Onde está a origem desses erros?

Eu não sei responder a essas perguntas e, sinceramente, não queria ter tido que levantá-las.

MICRO-OLIMPÍADAS 2012 – Vale (quase) tudo para sobreviver

Olá, leitor! Como você deve estar sabendo, estamos fazendo a cobertuda das micro-olimpíadas 2012!

A nota de hoje chega com um pouco de atraso. Alguns problemas foram observados durante a realização do vale-tudo que pelo jeito não vale tudo como muitos pensam.

Hoje aconteceram as semi-finais e a final da vale tudo. Quatro bactérias dignas do título vão disputar qual é a mais resistente e sobrevive por mais tempo.

A primeira semi-final ocorreu entre Deinococcus radiodurans e Pseudomonas aeruginosa. O deinicoco é uma bactéria capaz de sobreviver a doses elevadíssimas de radiação, mas na hora do “vamo vê”, ali no ringue, ele não era o competidor mais agressivo, meus queridos leitores… não, ele não é capaz de causar doenças em humanos, enquanto a Pseudomonas sim – e, sendo um patógeno oportunista, ela buscou explorar todas as fraquezas do seu adversário. A luta começou, Deinococcus não se mexe (gente, ele é imóvel!). Pseudomonas apesar de ter flagelos não consegue se mover pelo ringue até que seu treinador lhe envia um sinal (um auto-indutor) e a bacteria começa a produzir um surfactante que se espalha pelo chão. Ali, consegue se mover em direção ao deinococo. Pseudomonas se aproxima da bacteria que resiste à radiações mas não a toxinas. E, utilizando seu sistema secretor tipo IV, Pseudomonas vence a partida.

A segunda semi-final ocorreu entre Neisseria gonorrhoeae e Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA).Uma das disputas mais aguardadas da competição: de um lado, vestido todo de dourado pela produção do antioxidante estafiloxantina, o MRSA conhecido por ser praticamente impossível de ser nocauteado! Do outro lado a Neisseria que sendo capaz de sofrer variações antigênicas, torna-se dificílima de ser reconhecida e evade facilmente do sistema imunológico humano. Mal a luta começa, Neisseira dá um ganho de direta em MRSA, mas o pilus atingiu uma região “abaixo da cintura” do estafilococco. Neisseria acaba sendo desclassificada.

É meus amigos, a disputa pelo ouro acabou acontecendo entre os grandes rivais Pseudomonas e Staphylococcus. Os dois são conhecidos por serem arqui-inimigos em infecções crônicas! A luta começa e MRSA lança mão de um super-antígeno para recrutar o sistema imunológico contra Pseudomonas. A bacteria atacada não faz por menos e forma um biofilme! Ao invés de se abater Pseudomonas vai ficando cada vez mais forte – um exemplo de sinergia microbiana, meus caros! MRSA está em maus lençóis, e leva uma surra do coquetel de antimicrobianos que Pseudomonas lançou mão. Apesar de sua capacidade elevadíssima em adquirir resistência a antibióticos, o MRSA não foi páreo para Pseudomonas, que leva o ouro.

Se enganou quem pensa que foi assim que tudo terminou.

Entraram com recurso contra a Pseudomonas pelo uso dos auto-indutores. O comitê olímpico microbiano julgou como procedente a acusação e revogou a madelha de ouro conferida à Pseudômonas. O dopping por aqui não passa barato, pessoal!

Assim, a classificação final:

1º lugar – MRSA

2º lugar – Deinococcus

Desclassificados: Pseudomonas e Neisseria.

Lastimável ter que acompanhar essa baixaria que aconteceu hoje, né…?
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ResearchBlogging.org Merry Youle, Forest Rohwer, Apollo Stacy, Marvin Whiteley, Bradley C. Steel, Nicolas J. Delalez, Ashley L. Nord, Richard M. Berry, Judith P. Armitage, Sophien Kamoun, Saskia Hogenhout, Stephen P. Diggle, James Gurney, Eric J. G. Pollitt, Antje Boetius, & S. Craig Cary (2012). The Microbial Olympics Nature Reviews Microbiology, 10, 583-588

Microrganismo de Sexta: uma bactéria voraz

Desde quando descobri essa bactéria que venho procurando uma oportunidade para mostra-lá aqui no blog. Achei tão curioso o que ela faz que decidi que ela merecia um post pomposo – e com isso fui adiando, adiando e ela nunca apareceu. Mas então, recebi uma sugestão de um leitor do blog, o Marcos Martinelli (graduando em biologia na UFES), para colocar essa mesma bactéria na seção “Micorganismo de Sexta”. Já agradecendo ao Marcos, é com grande entusiasmo que digo: senhoras e senhores, com vocês…

 Bdellovibrio bacteriovorus

Mas o que ela tem de mais para estar aparecendo aqui no blog?

Fora o fato de que essa bactéria Gram-negativo, bem pequenina (a Bdellovibrio possui um quinto do tamanho e seu genoma é cerca da metade do de uma E. coli) e em forma de vírgula está entre as bactérias mais rápidas já descritas, ela tem um hábito digamos, peculiar: ela preda outras bactérias.

Olha de novo o nome dela: Bdellovibrio bacteriovorus. Bdella vem do grego e significa sanguessuga, o que em uma tradução seria algo como vibrião sanguessuga que se alimenta de outras bactérias! E é isso que acontece, ela utiliza os componentes citoplasmaticos de seus hospedeiros como nutrientes, obtendo sua energia a partir da oxidação de aminoacidos e acetato. Essa bactéria vive livremente em solo e na água (inclusive em ambientes marinhos), mas só consegue se multiplicar no interior de outras bacterias.

Existem pelo menos mais duas especies de bactérias predadoras na natureza, mas elas infectam apenas linhagens ambientais (p.ex. bactérias fotossintéticas). B. bacteriovorous, por outro lado, é capaz de infectar tanto patógenos de plantas como as enterobactérias presentes no intestino de mamíferos. Isso significaria que essa bactéria poderia ter uma variedade de aplicações que passam pela medicina e pela segurança de alimentos. Em tempo, essa bactéria não é capaz de infectar células humana, o que possibilitaria, inclusive, o uso da própria célula microbiana viva como um agente terapêutico – seria um novo tipo de probiótico?!

O mais curioso dessa predadora, é a sua forma de ataque que é bastante singular: após se aderir à membrana externa da parede celular de bactérias Gram-negativo, ela se instala no espaço periplasmático (a região entre as membranas externa e interna). Ali ela cresce e se multiplica até romper o hospedeiro e ser liberado para o ambiente. Esse ciclo dura de 3 a 4 horas. E, ao que tudo indica, não há transferência horizontal de genes entre a presa e o predador!

Como já disse, esta não é a única espécie de bactéria predadora. Inclusive, acho bem divertidos os nomes que foram dados para elas, olha só: Vampirovibro e Bacteriovorax.

ResearchBlogging.orgHampton T (2004). Researchers eye “predatory” bacterium for novel antimicrobial strategies. JAMA : the journal of the American Medical Association, 291 (10), 1188-9 PMID: 15010430

 


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O assassinato de “P. aeruginosa” pela “E. coli” suicida

ResearchBlogging.org Uma nova e promissora área da biologia que vem sendo muito falada ultimamente é a “biologia sintética” que procura construir sistemas biológicos geneticamente modificados capazes de desempenhar funções novas – inexistentes – na natureza. Suas aplicações permeiam a produção de drogas e biocombustíveis, a degradação de contaminantes aquáticos e mesmo a morte de células cancerosas. Apesar de a utilização de micro-organismos ser freqüente nesse tipo de abordagem, ela ainda não foi explorada como estratégia de combate a doenças infecciosas. O argumento é sempre o mesmo – o que não significa que seja, por isso, menos válido: a estagnação na descoberta/desenvolvimento de novos antibióticos e a emergência dos patógenos multidrogas-resistentes criam um campo de busca e desenvolvimento de novas abordagens contra microrganismos patogênicos. Algumas abordagens já comentei por aqui: probióticos, transplante fecal e o plasma frio .

Nesse experimento, a bactéria-pau-pra-toda-obra-modelo Escherichia coli foi “engenheirada” e utilizada para matar, especificamente, células de Pseudomonas aeruginosa.

P. aeruginosa é um patógeno oportunista dos tratos respiratório e gastrintestinal, e infecções por esses micro-organismos podem ser fatais, principalmente para indivíduos imunocomprometidos. Além disso, essa bactéria é danadinha e possui mecanismos eficientes de efluxo de drogas, o que as tornam naturalmente resistentes a diversos antimicrobianos.

Foi num laboratório de uma universidade em Singapura, que Saeidi, Wong e colaboradores desenharam e construíram uma linhagem de E. coli capaz de perceber a presença de P. aeruginosa e, como resposta, liberar um peptídeo antimicrobiano.

Vamos analisar detalhadamente o modo isso foi feito…

E. coli produz uma proteína denominada LasR capaz de reconhecer moléculas (30C12HSL – homoseril lactona) utilizadas na comunicação (quorum sensing – saiba mais clicando aqui) entre as células de pseudomonas. Quando LasR reconhece esses sinais químicos, ela se liga a dois genes (verde e amarelo).  O primeiro (verde) arma a bomba – pois ele codifica a piocina, que mata P. aeruginosa causando perfuração na parede e extravasamento do conteúdo interno da célula. O segundo (amarelo) detona a bomba – ele produz a proteína Lysis E7 que rompe a célula de E. coli, matando-a e, ao mesmo tempo, lançando no ambiente a grande quantidade de piocina acumulada.

Na foto da esquerda vemos células intactas da “E. coli – bomba”, apesar de não ser possível ver, esses micro-organismos produzem constitutivamente moléculas de LasR. Quando estimuladas com a HSL, o pavio é aceso, a LasR reconhece a HSL e ativa a produção da piocina e das proteínas de lise – é isso que vemos na foto da direita, onde vemos as E. coli em diferentes estágios de lise.

Nessa figura vemos a ação da “E. coli bomba” sobre o biofilme de P. aeruginosa. à esquerda vemos (em verde) a película forma pelas células de pseudomonas, o gráfico mostra a espessura dessa formação. Porém, após a introdução da “bomba” vemos uma significativa redução do biofilme. Observe na foto e no gráfico à direita a diminuição da quantidade de bactérias e da espessura do filme bacteriano.

Legal, não é?

Então já poderemos logo logo encontrar essas bactérias na farmácia mais próxima de casa, certo?

Não… não é bem assim que as coisas funcionam. Apesar do sucesso de redução de 90% do filme bacteriano, muita coisa ainda tem que ser feita para se estabelecer a técnica e garantir a segurança de seu uso (aqui entram, ainda, os testes em animais). Inclusive, devemos considerar o fato da E. coli ser uma bactéria Gram-negativo e possuir, em sua parede, um componente denominado lipopolissacarídeo (LPS). Conhecido, também, como endotoxina, o LPS  é liberado no momento da lise é pode causar efeitos sistêmicos no hospedeiro, como febre – e dependendo da concentração pode causar morte. Além disso, um outro incoveniente está relacionado ao crescimento mais lento (cerca de 3 vezes) que a bacteria modificada apresenta. Isso se deve, provavelmente, à inserção do plasmídio que deve ser replicado, além da produção constitutiva de LasR.

Assim, acho que, no momento, mais do que o fato de a bactéria ser capaz de matar a outra, o grande avanço demonstrado por este trabalho é a possibilidade de se modificar um microrganismo programado para responder de forma determinada a estímulos específicos e predeterminado pelos cientistas.

BIBLIOGRAFIA
Saeidi, N., Wong, C., Lo, T., Nguyen, H., Ling, H., Leong, S., Poh, C., & Chang, M. (2011). Engineering microbes to sense and eradicate Pseudomonas aeruginosa, a human pathogen Molecular Systems Biology, 7 DOI: 10.1038/msb.2011.55

Minhas impressões: 26o Congresso de Microbiologia – parte 1

Entre os dias 02 a 06 de outubro, na cidade de Foz do Iguaçu/PR, aconteceu o 26o Congresso Brasileiro de Microbiologia (CBM), organizado pela Sociedade Brasileira de Microbiologia (SBM). Esse é o maior congresso de microbiologia do Brasil, pois abrange as mais diversas áreas/subdivisões, e participam não só os grandes nomes da microbiologia no Brasil como do mundo.

Acho que sem sombra de dúvidas, a comparação entre este e o último CBM (que ocorreu em 2009 em Porto de Galinhas) é inevitável. Desde que entrei no laboratório em 2007 ouço comentários não muito favoráveis ao CBM, principalmente em relação às palestras ruins – mesmo assim resolvi ir ao CBM de 2009. Naquele ano, a grande decepção porém não se restringiu às palestras, mas expandiu-se por toda a organização. Começou na festa de abertura (que teve um show latino excelente, mas) que deixou muito a desejar nos comes e bebes. E isso também prosseguiu com a falta de coffee break e, principalmente, de água. Estávamos isolados do mundo, num calor infernal, e não tínhamos nem água pra beber. Neste ano isso foi resolvido. Além de um coffee break farto e gostoso, tivemos também almoço incluso – e, muito bom por sinal!! Um meeting point grande e com wifi grátis! A minha grande reclamação diz respeito ao último dia do congresso, que consistia apenas do Simpósio de Bactérias Láticas, e os participantes não tiveram direito a almoço e transporte ao final. A organização alegou que o simpósio e o congresso eram eventos distintos e independentes…

Junto ao congresso, aconteceram quatro eventos paralelos: ISME – Simpósio Internacional de Microbiologia Ambiental (América Latina), ENAPROM – Encontro Nacional de Professores de Microbiologia, Simpósio de Coleções de Cultura e o Simpósio de Bactérias Láticas. Eu participei basicamente do ISME, do Simpósio de Bactérias Láticas e assisti algumas palestras da área de relação parasito hospedeiro. ”

Algumas considerações

– O congresso teve em sua abertura a assinatura do acordo entre a SBM e outras sociedades com o propósito de se unirem para uma discussão e o desenvolvimento de métodos para a determinação de resistência bacteriana a antibióticos – que hoje seguimos padrões e valores americanos. Isso permite uma prática mais aplicada a nossa realidade e é um grande passo para a clínica brasileira.

– A palestra de abertura, “Martians, dinosaurs and mammals: Nihilistic thoughts on the origin of microbial virulence”, foi ministrada pelo prof. Casadevall que tem mais de 500 artigos publicados (mais de 35 artigos por ano, nos últimos anos!!). Achei que seria uma palestra que tenderia para o lado filosófico da coisa, mas o que o professor discutiu foram os mecanismos de patogenicidade dos fungos. E onde entram os marcianos, os dinossauros e os mamíferos aí no meio. Bom, não foi no meio, mas nos últimos 5 minutos da palestra. Os argumentos seriam:
1) MARCIANOS – que os fungos possuem uma gama variada de mecanismos de patogenicidade que os permitiram infectar mesmo um ET que por acaso viesse parar aqui na Terra.
2) DINOSSAUROS – o professor argumentou que os dinossauros, teriam sido extintos (em parte) por possíveis infecções fúngicas que teriam acontecido durante o resfriamento da Terra após a queda do asteróide.
3) MAMÍFEROS – ascensão dos mamíferos após a era dos dinossauros poderia estar associada a temperatura elevada do corpo o que dificultaria o desenvolvimento de micoses sistêmicas.
Tive alguma dificuldade em compreender o inglês do professor e, por isso, não sei os argumentos mais específicos. Além disso, o Roberto Takata – quando eu comentei sobre isso no twitter – levantou algumas questões bastante pertinentes: Apesar de os dinos terem se extinguido, outros grupos de répteis continuam aí firmes e fortes, e que existem indícios de que os dinossauros provavelmente possuíam temperaturas mais elevadas.

– Outro ponto que me chamou muito a atenção foi o estudo do microbioma. Por microbioma entendemos a identificação dos micro-organismos que vivem num determinado ambiente por meio de técnicas de biologia molecular. A grande vantagem é que, assim, mesmo os micróbios que não são cultiváveis podem ser identificados. Ë importante ressaltar que apesar de ouvirmos muito esse termo relacionado ao projeto microbioma humano, a busca por identificar as bactérias incluem aquelas que vivem no solo e nas águas, por exemplo. Há também grande interesse em descrever as funções de cada um desses organismos.

– As interações microrganismo-microrganismo, bem como as microrganismo-hospedeiro também têm ganhado grande apelo com as novas técnicas de biologia molecular e o avanço do microbioma. Nesse ponto podemos citar o papel dos microrganismos no desenvolvimento de doenças inflamatórias intestinais, obesidade e mesmo na regulação do sistema imune. Quando falamos de microbiologia ambiental, ressalto aqui o trabalho da profa. Leda Hagler (UFRJ) que trabalha na busca de microrganismos para serem utilizados na biorremediação de plantas de mangues contaminados.

– Estudos que permitam um melhor uso de bactérias probióticas em escala industrial também estão sendo bastante visados: linhagens que resistam a diferentes técnicas de processamento, que resistam por mais tempo nas prateleiras… e tudo isso sem perder suas propriedades.

Enfim, tem muita pesquisa boa e aplicada sendo realizada por aí…

Quero só falar de mais um dos momentos que presenciei. Um momento bem tenso por sinal: O pesquisador Jean-Marc Chatel (INRA/França) comentou na sua palestra sobre o uso de células Caco-2 (linhagem de células cancerosas) na sua pesquisa de interação microrganismo-hospedeiro. No momento das perguntas, a profa. Avrelija Cencic (University of Maribor/Eslovênia) levantou questionamentos se esse seria o melhor modelo, uma vez que a fisiologia dessas células é muito distinta das células normais. A partir de então, iniciou-se um bate-boca que terminou com Chatel soltando a seguinte frase: “Se eu estou fazendo errado, tem milhares de pesquisadores que também estão”. Bela forma de se terminar um discussão acadêmica, certo? Não.

Fechei esse congresso com uma visão bem positiva – e estou esperando o próximo em 2013 já com ansiedade! (espero que até lá eu tenha melhorado meu listening e que os palestrantes tenham melhorado o inglês falado!)

Você pode ler a continuação desse post clicando AQUI.

O que não me mata me faz mais forte? – IV: mecanismos de recombinação (parte 2)

No post anterior comentei sobre os processos I (transdução) e III (transformação) representados nesta figura do vestibular da UFMG/2008:

::: Conjugação

Uma forma que, para nós, seria um pouco mais “convencional” de troca de genes em bactérias é a chamada conjugação (processo II na figura acima). Esse é um processo de mão única, ou seja, o material genético é transferido da bactéria doadora para a bactéria receptora. Esse processo, portanto, envolve a participação de duas células vivas e requer contato entre elas.

Acontece, porém, que nem todas as bactérias estão aptas a executarem a conjugação. Na verdade, a maioria não está. Para que a célula esteja apta a conjugar, ela deve ter um plasmídeo conjugativo – os chamados plasmídeos F (de fertilidade). A bactéria doadora é também chamada de F+ (devido à presença do plasmídeo F) ou de “macho” – em uma terminologia que está incorreta e cada vez mais em desuso. A bactéria receptora por sua vez, é chamada de F- ou de “fêmea”.

Plasmídeos são pequenas moléculas circulares de DNA, capazes de se replicarem independentemente do DNA cromossômico. Essas estruturas geralmente não possuem genes essenciais, mas genes que conferem alguma vantagem ao microrganismo, como, por exemplo, capacidade de conjugar, ou resistência a antibióticos ou, ainda, capacidade de metabolizar diferentes substratos.

Na figura abaixo (Sadava et al, 2009), vemos a esquematização desse processo. Observe que a bactéria doadora é a bactéria da esquerda pois é ela quem possui os plasmídeos F (representados como círculos vermelhos) e que esses plasmídeos é que são o material genético transferido de uma bactéria para a outra. Ao final do processo, a bactéria receptora, passa a portar o plasmídeo F, tornando-se capaz de atuar como uma bactéria doadora em um outro processo de conjugação.

O mais comum é que apenas plasmídeos sejam transferidos nesses processos. Algumas vezes, porém, o plasmídeo integra-se ao DNA cromossômico da célula. Nesses casos, genes cromossomais podem acabar sendo transferidos. Como esse é um processo lento e a ponte de ligação entre as bactérias é frágil, geralmente, apenas alguns genes são transferidos, uma vez que o cromossomo bacteriano é muito grande.

A transferência do material genético ocorre a partir de um ponto específico que chamamos de “origem de replicação”. Assim, quanto mais próximo um gene está da origem de replicação, maior a chance dele ser transferido para outra bactéria. A descoberta desse mecanismo permitiu que os cientistas fizessem o mapeamento dos genes da Escherichia coli. Em outras palavras: quanto mais longe o gene está da origem de replicação, mais tempo ele demora para ser transferido. Observe a figura abaixo (Griffiths, 2009):

Neste esquema, o plasmídeo (vermelho) está inserido no cromossomo (azul). A origem de replicação, local onde se inicia a transferência do DNA, está representada por uma cabeça de seta vermelha. Para entendermos como isso funciona, é como se uma tesoura cortasse logo à frente da cabeça da seta, e alguém viesse puxando o fiozinho de DNA. Assim, os genes são transmitidos em ordem: gene roxo, gene azul claro, gene amarelo, gene verde e para e para terminar, o resto do plasmídeo (em vermelho). Observe que está marcado o tempo transcorrido a cada etapa. Na primeira etapa, 10 minutos, apenas os genes roxo e azul claro foram transferidos, e o gene amarelo está no meio do tubo conjugativo. Aos 17 minutos, o gene amarelo está no finalzinho da ponte de conjugação. Por fim, aos 25 minutos, o gene amarelo já chegou à bactéria receptora e o gene verde está na metade do caminho.

::: Transposição

Transposons são sequências específicas de DNA que podem mover-se de uma posição no cromossomo para uma posição diferente em um mesmo cromossomo ou em um cromossomo diferente. No caso das bactérias, um transposon pode “pular” do cromossomo bacteriano para outro ponto nesse cromossomo ou para um plasmídeo; ou então pode pular do plasmídeo para um outro lugar nesse mesmo plasmídeo, para outro plasmídeo, ou para o cromossomo bacteriano. Assim, um único plasmídeo R (de resistência) pode ter diferentes transposons com genes de resistência, como nos mostra a figura do livro Introdução à genética. (Griffiths, 2009):

Aqui observamos 4 diferentes transposons, identificados por: Tn3, Tn4, Tn5 e Tn10. O Tn3 confere resistência à ampicilina (amp). O Tn4 confere resistência à estreptomicina (sm), sulfonamida (su), mercúrico (Hg), além de conter o Tn3. O Tn5 porta genes de resistência à canamicina (kan); e o Tn10 à tetraciclina (tet). O plasmídeo ainda possui um gene de resistência ao cloranfenicol (cm).

Como os transposons podem pular entre plasmídeos, eles podem acabar sendo transferido entre bactérias por meio da conjugação, ajudando ainda mais no processo de resistência.

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SAIBA MAIS

Madigan MT, Martinko JM, Dunlap PV, Clark DP (2010) Microbiologia de Brock. 12 ed. Porto Alegre: Artmed

Sadava D, Heller HC, Orians GH, Purves WK, Hillis DM (2009) Vida. Vol 1. 8 ed. Porto Alegre: Artmed.

Griffiths A, Wessler S, Lewontin R, Carrol S (2009) Introdução à genética. 9 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan.

Schaechter M, Engleberg NC, Eisenstein BI, Medoff G (2002) Microbiologia – Mecanismo das doenças infecciosas. 3 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan.

O que não me mata me faz mais forte? – III: mecanismos de recombinação (parte 1)

Num post antigo, falamos num dos princípios básicos da evolução: a existência de variabilidade entre os indivíduos de uma população. Essa variabilidade tem sua origem, primariamente, na mutação do material genético. A mutação pode não causar nada ou, até mesmo, causar a morte do mutante. Porém, caso a mutação provoque alguma alteração fenotípica que permita que indivíduo mutante deixe mais descendentes que os “normais”, está havendo ali a seleção natural a favor desta nova característica.

Essa variabilidade, por outro lado, pode ser ampliada por processos de recombinação gênica. Quando falamos em procariotos, temos que entender que eles, ao contrário de nós, não realizam reprodução sexuada. A reprodução sexuada pressupõe meiose, e a divisão binária procariótica é um processo mitótico. Na falta do sexo, as bactérias utilizam outros mecanismos para promoverem essa recombinação. Esses processos são quatro: I) transdução; II) conjugação; III) transformação e IV) transposição. Os mecanismos I, II e III estão esquematizados na figura abaixo (do vestibular UFMG/2008).

Tendo apresentado brevemente os mecanismos, quero ressaltar que ao contrario do que estamos acostumados, a recombinação genética em procariotos ocorre de maneira bastante promíscua. Não digo somente entre diversos indivíduos de uma mesma espécie, mas entre indivíduos de espécies e, até mesmo, gêneros diferentes.

::: Transformação

Neste processo, o DNA livre de uma bactéria morta é incorporado em uma célula receptora. Mas para que essa absorção ocorra a bactéria deve ser competente (ou transformável). Dentre as bactérias naturalmente competentes estão espécies de Acinetobacter, Bacillus, Streptococcus, Haemophilus, Neisseria e Thermus. Em laboratório podemos forçar essa competência através de processos elétricos, térmicos ou químicos. Observe na figura abaixo [retirada de Sadava et al (2009)] com mais detalhes.

A descoberta da transformação bacteriana é relativamente recente e foi um dos experimentos que levou à identificação do DNA como o material genético.

No final da década de 20, o cientista inglês Frederick Griffth realizava pesquisas com o peneumococo. A forma virulenta do pneumococo (Streptococcus pneumoniae) é encapsulada por uma cobertura gelatinosa que impede que nossas células de defesa a reconheça e a destrua. Pneumococos mutantes que não possuem essa cápsula não são patogênicos. Os pneumococos virulentos são conhecidos como forma S e os não virulentos como forma R, devido às aparências lisa (smooth) e rugosa (rough) de suas colônias em cultura. Em 1928, Griffith fez uma descoberta surpreendente. Ao injetar em camundongos uma mistura de pneumococos R vivos e S mortos pelo calor, o experimento resultou na morte da maioria dos camundongos. Mais surpreendente foi o fato de o sangue dos camundongos mortos conter pneumococos S vivos. Veja o esquema abaixo [retirada de Sadava et al (2009)]

Assim, Griffith concluiu que as células R haviam sido transformadas em um novo tipo. Experimentos posteriores foram feitos para se descobrir qual seria a substância responsável para transformação. Assim, nas décadas de 30 e 40, um outro pesquisador – Avery – e seus colaboradores identificaram essa substância como o DNA.

Atualização: O Gabriel Cunha do blog Ciensinando, fez uma série de posts sobre a descoberta do DNA. No segundo post da série, ele comenta sobre os experimentos de Griffith. Dê uma olhadinha, clicando AQUI!

::: Transdução

Neste processo há a participação de um outro microrganismo, um bacteriófago (vírus bacteriano). Neste caso, no processo de infecção do fago, ocorre o empacotamento de parte do DNA bacteriano. O vírus passa, então, a carregar no seu genoma genes bacterianos. Assim, ao infectar uma nova célula, esse material genético é introduzido e a bactéria pode incorporar esses genes ao seu genoma. Observe abaixo o esquema deste processo [retirado de Sadava et al (2009)].

Assim como na transformação, nem todos os procariotos são transduzíveis, nem todos os fagos são transdutores. Acredita-se, porém, que o fenômeno é suficientemente disseminado, de forma que, provavelmente, desempenhe um importante papel na transferência de genes na natureza.

::: Como o post já está grande demais, vou deixar para falar sobre a conjugação e a transposição no quarto post da série. Veja AQUI!!

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SAIBA MAIS

Madigan MT, Martinko JM, Dunlap PV, Clark DP (2010) Microbiologia de Brock. 12 ed. Porto Alegre: Artmed

Brooks GF, Carroll KC, Butel JS, Morse AS (2009) Jawetz, Melnick e Adelberg: Microbiologia Médica. 24 ed. Rio de Janeiro: McGraw-Hill

Sadava D, Heller HC, Orians GH, Purves WK, Hillis DM (2009) Vida. Vol 1. 8 ed. Porto Alegre: Artmed.

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