Os pesquisadores brasileiros revelam o mecanismo da acção bactericida do violacein

Em um artigo publicado nas doenças infecciosas do jornal ACS, os pesquisadores brasileiros descrevem o mecanismo do violacein, um pigmento violeta produzido pelas bactérias ambientais, especialmente violaceum da acção bactericida do Chromobacterium.

De acordo com os autores do estudo, a substância visa a membrana citoplasmática das bactérias, afetando principalmente as bactérias relvado-positivas tais como aquelas dos géneros estreptococo, o enterococus e o Listeria. Suas várias actividades biológicas incluem a capacidade matar mesmo as bactérias que se tornaram resistentes aos antibióticos.

A investigação foi conduzida com apoio da fundação de pesquisa de São Paulo - FAPESP pelos grupos de investigação conduzidos por Frederico Gueiros-Filho na universidade do instituto da química de São Paulo (IQ-USP) e do Marcelo Brocchi na universidade do instituto da biologia de Campinas (IB-UNICAMP).

De “as propriedades bactericidas poderosas este pigmento foram descobertas em 1945, contudo seu mecanismo da acção tem sido estudado nunca antes. Muitas moléculas biologicamente activas são descritas na literatura, mas se nós queremos os usar para desenvolver drogas, nós temos que conhecer como trabalham,” Gueiros-Filho dissemos.

Alvo atractivo

Violacein é um pigmento natural derivado do triptofano do ácido aminado. É produzido como um metabolito secundário por diversas bactérias phylogenetically distintas encontradas nos ambientes tão diversos quanto oceanos, geleiras, rios e solo. O violaceum do C. é a primeira bactéria descrita como um produtor e do violacein os mais estudados até agora.

Violacein atraiu a atenção devido a seu espectro largo da actividade biológica. Além do que sua actividade poderoso contra as bactérias, incluindo os micróbios patogénicos resistentes aos medicamentos tais como o estafilococo meticilina-resistente - áureo (MRSA), tem propriedades antifungosas, antiprotozoárias, antivirosas, antitumorosas e antioxidantes. Diversos estudos descrevem estas propriedades, mas de acordo com Gueiros-Filho, o alvo dos violacein e o modo de acção nunca antes tinham sido identificados precisamente.

A primeira etapa do estudo, explicou, consistido tratar as bactérias do áureo de S. da espécie e do bacillus-subtilis com o violacein. Usando a microscopia de fluorescência e um grupo de tinturas do indicador, o grupo encontrou que o pigmento permeabilized ràpida as pilhas das bactérias. O permeabilization da pilha foi acompanhado da aparência de descontinuidades visíveis (furos ou rasgos) nas membranas citoplasmáticas, quando as divisões celulares permaneceram intactos.

Os pesquisadores igualmente demonstraram o permeabilization da membrana medindo o escapamento de ATP (triphosphate de adenosina, um transporte chave da energia e molécula do armazenamento) nas pilhas tratadas.

Em seguida, em colaboração com o grupo conduziu por Iolanda M. Cuccovia, um professor em IQ-USP, conduziram in vitro as experiências que mostraram o violacein igualmente que interrompe a estrutura e a permeabilidade dos lipossoma, das vesículas esféricas com um núcleo aquoso e de uma membrana criada no tubo de ensaio dos phospholipids, os componentes principais das membranas de pilha orgânicas.

“Com estas experiências, nós mostramos que o fenômeno observado nas pilhas poderia ser atribuído a um efeito directo do violacein na membrana,” Gueiros-Filho dissemos.

Além, as simulações computorizadas da dinâmica molecular foram usadas para explorar como o violacein interage com os bilayers do lipido, tais como aqueles que formam a membrana citoplasmática.

Baseado nos resultados obtidos, os autores do estudo propor que a presença de violacein entre as camadas de phospholipids seja suficiente de interferir com a organização da membrana, aumentando a distância entre moléculas do phospholipid e conduzindo à perda de integridade da membrana.

Pelas membranas prejudiciais, o violacein é capaz de destruir as bactérias persistentes que se encontram dormente como uma estratégia para os antibióticos de oposição que dependem da actividade metabólica do micro-organismo. Estas bactérias formam biofilms para sobreviver em ambientes hostis.

A membrana citoplasmática é um alvo atractivo e explorado insuficientemente para antimicrobianos, de acordo com os pesquisadores, para quem a descoberta que o violacein é um composto deescolha de objectivos deve ajustar a fase para a pesquisa futura sobre a utilidade deste produto natural.

A pesquisa foram apoiadas por FAPESP através dos projectos “como as bactérias coordenam a biogénese da membrana com crescimento e divisão da pilha? ”, “actividade anti-bacteriana do violacein contra estudos áureos e farmacocinéticos do estafilococo -” e “química da relação: as interacções das drogas, dos peptides e das enzimas com membrana modelam”.

Um foco chave para a investigação futura é a pergunta da selectividade dos violacein. A membrana citoplasmática é similar em e terra comum a todas as pilhas vivas, assim que o violacein pode igualmente ser capaz de interromper pilhas eucarióticas tais como aquelas dos seres humanos. Esta propriedade poderia ser porque indica a actividade contra tão muitos tipos de micróbios patogénicos, incluindo fungos e protozoários assim como tumores, Gueiros-Filho disse.

Os resultados preliminares obtidos por pesquisadores em IQ-USP e em IB-UNICAMP sugerem que o violacein não seja altamente selectivo para as membranas bacterianas e poderia se tornar tóxico ao anfitrião. Em caso afirmativo, a molécula teria que ser alterada quimicamente para fazê-lo mais específico.

A propagação das bactérias multidrug-resistentes devido ao uso excessivo dos antibióticos na medicina e na agricultura humanas é uma das ameaças actuais as mais importantes à saúde pública. A Organização Mundial de Saúde (WHO) advertiu da iminência de uma era postantibiotic em que as infecções comuns e as feridas leves tratáveis por décadas se tornam letais mais uma vez.

Os antibióticos o mais actualmente usados foram descobertos várias décadas há e são dirigidos contra um grupo limitado de alvos, assim que a revelação de antimicrobianos novos com mecanismos novos da acção é urgente necessário.

Source: http://agencia.fapesp.br/bactericidal-action-of-violacein-revealed/30310/