Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Xiang David LI, do Departamento de Química da Universidade de Hong Kong (HKU), desenvolveu uma nova ferramenta química para revelar como as bactérias se adaptam ao ambiente hospedeiro e controlam as células hospedeiras. Essa ferramenta pode ser usada para investigar interações bacterianas com o hospedeiro em tempo real durante uma infecção, o que não pode ser facilmente alcançado por outros métodos. As descobertas foram publicadas recentemente no Natureza Química Biologia.
As bactérias patogênicas, embora sejam menos de cem, ameaçam fortemente a saúde humana em todo o mundo. Por exemplo, Mycobacterium tuberculosis A infecção causa tuberculose, que leva a mais de um milhão de mortes a cada ano. Era a doença infecciosa mais mortal do mundo até ser superada pelo COVID-19. Apesar dos tratamentos antibióticos eficazes, a tuberculose multirresistente tornou-se um problema crescente em todo o mundo. Portanto, uma compreensão mais abrangente de como as bactérias infectam seu hospedeiro humano é fundamental para o desenvolvimento de novos medicamentos e terapias.
Quando as bactérias encontram seu hospedeiro (por exemplo, células humanas), elas enviam ‘assassinos’ (proteínas do fator de virulência) que ‘sequestram’ importantes proteínas do hospedeiro para semear o caos durante uma invasão. Portanto, investigar quais fatores de virulência as bactérias secretam e quais proteínas do hospedeiro são alvo é crucial para a compreensão das infecções bacterianas. No entanto, pode ser extremamente desafiador identificar esses atores-chave entre as ‘ruas lotadas’ (matriz celular hospedeira excessiva).
Para enfrentar esse desafio, o grupo do professor Li projetou um aminoácido não natural multifuncional chamado foto-ANA, que marca apenas as proteínas das bactérias modificadas, mas não do hospedeiro durante a infecção. Com a ajuda de sua alça de alcino, o foto-ANA pode se conjugar com fluorescência ou biotina por meio de uma reação química ganhadora do prêmio Nobel (química ‘clique’), que permite a visualização e o enriquecimento das proteínas bacterianas marcadas do complexo ambiente hospedeiro. Assim, o Photo-ANA serve como um ‘agente secreto’ para coletar informações e marcar todos os ‘assassinos’ enviados pela bactéria. Mais importante, o foto-ANA também carrega um grupo diazirina que pode “algemar” as proteínas de virulência bacteriana às proteínas-alvo do hospedeiro após a exposição à luz ultravioleta (UV) – pegando-as no ato.
Usando foto-ANA, o grupo do professor Li traçou um perfil abrangente da adaptação de salmonelabactéria que pode causar diarreia grave, ao ambiente do hospedeiro e revelou a extensa interação entre salmonela e o hospedeiro durante diferentes estágios de infecção, que identificaram interações conhecidas e algumas interações recém-descobertas. Além disso, a abordagem baseada em foto-ANA pode ser facilmente aplicada a outras bactérias patogênicas e até mesmo a outros patógenos, como fungos.
Com esta nova ferramenta química, os cientistas agora podem investigar a atividade das bactérias dentro do hospedeiro em tempo real. No futuro, essa ferramenta pode nos ajudar a decifrar as interações ocultas de bactérias mortais com o hospedeiro e os mecanismos de superbactérias multirresistentes, o que aumentará nossa compreensão das doenças infecciosas e inspirará novos tratamentos.
Com informações de Science Daily.
