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A estratégia bioquímica inteligente permite as bactérias de mover-se livremente e colonizar o anfitrião

Uma equipe dos pesquisadores da universidade de Boston, da Faculdade de Medicina de Harvard e do Massachusetts Institute of Technology fez recentemente uma descoberta que mudasse um paradigma guardarado longo sobre como as bactérias se movem através dos geles macios.

Mostraram que a bactéria que causa úlceras estomacais humanas usa uma estratégia bioquímica inteligente para alterar as propriedades físicas de seu ambiente, permitindo que mova e sobreviva e colonize mais a seu anfitrião.

As continuações da Academia Nacional das Ciências relatam os resultados em sua edição mais recente. Os piloros de Helicobacter são uma bactéria que habite várias áreas do estômago onde causa crônico, da inflamação de baixo nível e seja ligada às úlceras gástricas e ao cancro de estômago. A fim colonizar o estômago, os piloros do H. devem lidar com as circunstâncias altamente ácidas em que outras bactérias são incapazes de sobreviver. É conhecido contudo, isso que a bactéria realiza esta produzindo a amônia para neutralizar o ácido em seus arredores. Além, mostras recentemente publicadas da pesquisa faz algo mais; muda seu ambiente para permitir uma mais livre circulação.

As condições ácidas dentro do estômago igualmente trabalham contra a capacidade das bactérias para mover-se livremente. Isto é devido a uma proteína chamada “mucin,” um componente crucial da camada protectora do muco no estômago. Na presença do mucin ácido forma um gel protector, que actue como uma barreira física que pare as bactérias prejudiciais de alcançar a parede de pilha. O contacto com ácido de estômago mantem o mucin alinhar a camada da pilha epitelial em um esponjoso gel-como o estado. Esta consistência é impermeável aos piloros de Heliobacter da bactéria. Contudo, a bactéria libera o urease que neutraliza o ácido de estômago. Isto faz com que o mucin liquefaça, e a bactéria pode nadar certo através dele. Crédito: Zina Deretsky, National Science Foundation

Mas, os piloros do H. aumentam o pH de seus arredores e mudam este gel do “mucin” a um líquido, permitindo que a bactéria nade através da barreira do muco, estabeleça colônias, as pilhas do ataque e as úlceras de superfície do formulário.

As “bactérias “nadam” através dos líquidos aquosos usando suas caudas para propeli-las,” disse o físico Rama Bansil da universidade de Boston, que é actualmente sobre licença dos BU, trabalhando como uma divisão do gerente de programa de investigação dos materiais no National Science Foundation. “Mas não era óbvio como se movem através de um gel macio como o muco.”

Para responder à pergunta Bansil, Shyam Erramilli e os Celli de Jonathan, também da universidade de Boston, partnered com gastroenterologista Nezam Afdhal e Ciaran Kelly, e bioquímicos Sarah Keates, Bradley Turner e Ionita Ghiran na Faculdade de Medicina de Harvard e nos coordenadores Gareth McKinley, Peter assim e Randy Ewoldt mecânicos e do biomedical no MIT. O trabalho começou há alguns anos atrás como um estudo de viabilidade e foi uma parte do pH de Celli. Pesquisa de D.

Usando os microscópios video, os pesquisadores encontraram que quando os mucins extraídos do muco estavam em um estado líquido, as bactérias poderiam nadar livremente, mas quando os mucins estavam em um estado do gel, as bactérias foram coladas, mesmo que suas caudas girassem. Umas técnicas de imagem lactente mais avançadas revelaram que as mudanças de pH correlacionaram directamente com a capacidade das bactérias para se mover--mais alto o pH, maior o movimento.

“Este estudo indica que os piloros do H., que é dado forma muito como um parafuso, não furam sua maneira através do gel do muco como um parafuso através de uma cortiça como tem sido sugerido previamente,” disse Bansil. “Pelo contrário consegue a mobilidade usando uma estratégia bioquímica inteligente.”

Os pesquisadores esperam que o trabalho pavimentará a maneira para os estudos futuros no muco nativo e em animais vivos às estratégias do legado para impedir a infecção dos piloros do H. Tais estudos poderiam ser importantes para o projecto das aproximações terapêuticas novas que impedem que as bactérias colonizem no primeiro lugar, e igualmente podem ser relevantes à pergunta mais larga de infecções bacterianas em forros do muco em outros órgãos.

Veja os vídeos (clip1, clip2) mostrando como a bactéria que causa úlceras estomacais altera seu ambiente físico permitindo que colonize e ataque pilhas.