Notícia

Estudo explica mecanismos envolvidos nos sistemas de secreção em bactérias

Fonte

Universidade de Bonn

Data

terça-feira, 9 janeiro 2024 12:20

Áreas

Bacteriologia. Biologia. Bioquímica. Biotecnologia. Doenças Infecciosas. Engenharia Biológica. Imunologia. Microbiologia. Patologia.

Muitos patógenos bacterianos usam pequenos sistemas de secreção para manipular as células de seus hospedeiros, como os humanos, para que possam se espalhar por todo o corpo. Para fazer isso, eles precisam encher seus sistemas com o agente desejado a ser secretado. Recentemente, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Bonn e do Instituto Max Planck para Microbiologia Terrestre (MPI Marburg), na Alemanha, mostrou como as bactérias realizam esta tarefa complexa, utilizando uma tecnologia que rastreia o movimento de proteínas individuais. Suas descobertas foram publicadas na revista científica Nature Microbiology.

Bactérias dos gêneros Salmonella ou Yersinia podem usar pequenos sistemas locais para secretar proteínas prejudiciais nas células hospedeiras, para grande desconforto da pessoa infectada. No entanto, não é apenas com o objetivo de controlar doenças que os pesquisadores investigam os mecanismos de injeção destes chamados sistemas de secreção do tipo III, também conhecidos como ‘injectissomas’. Se a estrutura e a função desses sistemas fossem totalmente compreendidas, os pesquisadores seriam capazes de reproduzi-los para fornecer medicamentos específicos às células, como às células cancerígenas. Na verdade, a estrutura do injectissoma já foi elucidada. No entanto, ainda não está claro como as bactérias carregam seus sistemas de secreção para que as proteínas certas sejam secretadas no momento certo.

Uma equipe de cientistas liderada pelo Dr. Andreas Diepold, pesquisador do MPI Marburg, e pela Dra. Ulrike Endesfelder, professora da Universidade de Bonn, conseguiu responder esta questão: componentes móveis do injectissoma percorrem a célula bacteriana em busca das proteínas a serem secretadas, os chamados efetores. Quando encontram um efetor, eles o transportam até a saída do sistema de secreção.

“A maneira como as proteínas da plataforma de classificação no citosol se ligam aos efetores e entregam a carga à saída do injectissoma ligado à membrana é comparável aos processos que existem em um terminal de carga”, explicou o Dr. Stephan Wimmi, um dos primeiros autores do estudo e pesquisador de pós-doutorado no laboratório do Dr. Andreas Diepold. “Achamos que esse mecanismo de transporte ajuda a tornar a secreção eficiente e específica ao mesmo tempo – afinal, a bactéria precisa secretar rapidamente as proteínas certas para evitar ser reconhecida e eliminada pelo sistema imunológico, por exemplo”.

Para obter essa visão sobre o importante mecanismo de carregamento do sistema de secreção, os pesquisadores tiveram que aplicar novas técnicas. “Os métodos convencionais, que normalmente são usados para detectar que as proteínas se ligam umas às outras, não funcionaram para responder a esta questão – possivelmente porque os efetores só ficam ligados durante um curto período de tempo e depois são imediatamente secretados”, explicou o Dr. Andreas Diepold. “É por isso que tivemos que analisar esta ligação in situ nas bactérias vivas.”

“Para medir essas interações transitórias, utilizamos duas novas abordagens que funcionam em células vivas: marcação de proximidade e rastreamento de partículas únicas”, acrescentou a professora Ulrike Endesfelder, membro das Áreas de Pesquisa Transdisciplinar ‘Modelagem’ e ‘Vida e Saúde’ no Universidade de Bonn. Seu grupo trabalhou no estudo em três locais diferentes: no MPI Marburg; na Universidade Carnegie Mellon, nos Estados Unidos, e na Universidade de Bonn.

“A marcação de proximidade – uma tecnologia na qual uma proteína marca seus vizinhos imediatos, como se fosse um pincel – revelou que os efetores na bactéria se ligam aos componentes móveis do sistema de secreção”. Sua equipe então estudou essa ligação por meio do método de microscopia de alta resolução de rastreamento de partículas únicas. “Somos capazes de empregar este método para rastrear proteínas individuais”, explicou Alexander Balinovic, estudante de doutorado da Universidade de Bonn e autor principal do estudo. “Marcamos os componentes que pretendemos rastrear com proteínas fluorescentes fotoativadas, o que nos permite localizar as partículas individuais em imagens de microscopia”. Estes métodos, que a equipe chama de ‘bioquímica in situ’, ou seja, investigações bioquímicas no local, foram os responsáveis por tornar possível a descoberta.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Bonn (em inglês).

Fonte: Universidade de Bonn. Imagem: a microscopia de localização fotoativada com rastreamento de partícula única (sptPALM) é uma técnica para visualizar o movimento de proteínas individuais. Fonte: Dr. Stephan Wimmi e Alexander Balinovic, Universidade de Bonn.

Em suas publicações, o Canal Farma da Rede T4H tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Canal Farma tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas.