Notícia

Revelado o mecanismo de ação bactericida da violaceína

Fonte

Agência Fapesp

Data

quinta-feira, 4 abril 2019 10:50

Áreas

Doenças Infecciosas. Bacteriologia.

Em artigo publicado na revista científica ACS Infectious Diseases, pesquisadores brasileiros descreveram o mecanismo de ação bactericida da violaceína – pigmento violeta produzido por bactérias ambientais, especialmente as da espécie Chromobacterium violaceum.

Segundo os autores do estudo, a substância tem como alvo a membrana citoplasmática de bactérias, afetando principalmente as do tipo gram-positivas, como as dos gêneros Streptococcus,Enterococcus e Listeria. Entre as diversas atividades biológicas já relatadas para o composto, está a capacidade de destruir esses microrganismos – mesmo os que já se tornaram resistentes aos antibióticos hoje disponíveis na clínica.

A investigação foi conduzida com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Sâo Paulo (FAPESP) pelos grupos de pesquisa coordenados pelo Dr. Frederico Gueiros-Filho, do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP), e por Dr. Marcelo Brocchi, do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (IB-Unicamp).

“Sabe-se que esse pigmento é um potente bactericida desde 1945 e, mesmo assim, seu mecanismo de ação nunca tinha sido estudado. Temos inúmeras moléculas com atividade biológica reportada na literatura, mas, para que possam dar origem a fármacos, é preciso antes descobrir como atuam”, disse o Dr. Frederico Gueiros-Filho.

Alvo atraente

A violaceína é um produto natural, um pigmento derivado do aminoácido triptofano. Ela é produzida como um metabolito secundário por várias bactérias filogeneticamente distintas encontradas em ambientes como oceanos, geleiras, rios e solos. A primeira bactéria descrita como produtora de violaceína e a mais estudada até o momento é a C. violaceum.

A molécula atraiu atenção por causa de seu amplo espectro de atividades biológicas. Além de ser um potente antibacteriano, inclusive contra patógenos resistentes a antibióticos, como o Staphylococcus aureus resistente à meticilina, apresenta atividades antifúngicas, antiprotozoárias, antivirais, antitumorais e antioxidantes. Diversos estudos descrevem essas propriedades, mas a questão, segundo o Dr. Gueiros-Filho, era identificar o alvo e o modo de ação da violaceína.

O primeiro passo do estudo, segundo o pesquisador, foi tratar bactérias das espécies Bacillus subtilis e Staphylococcus aureus com violaceína. Usando microscopia de fluorescência e um conjunto de corantes, o grupo constatou que o pigmento permeabiliza rapidamente as células das bactérias. A permeabilização celular foi acompanhada pelo aparecimento de descontinuidades visíveis (rasgos) na membrana citoplasmática, embora a parede celular não tenha sido afetada. Os pesquisadores também demonstraram a permeabilização das membranas medindo o vazamento de ATP (adenosina trifosfato, molécula que armazena energia) das células tratadas.

Depois, em colaboração com o grupo da professora Dra. Iolanda M. Cuccovia, também do IQ-USP, o estudo foi aprofundado com experimentos in vitro. Os testes mostraram que a violaceína também perturba a estrutura e a permeabilidade de lipossomas, esferas ocas circundadas por membranas criadas no tubo de ensaio a partir dos mesmos componentes que formam a membrana das células, os fosfolipídios.“Com esses experimentos, mostramos que o observado nas células pode ser atribuído a um efeito direto da violaceína na membrana”, disse O Dr. Frederico Gueiros-Filho.

Além disso, simulações computacionais de dinâmica molecular foram usadas para revelar como a violaceína se insere em bicamadas lipídicas, como as que formam a membrana citoplasmática. A partir dos resultados obtidos, os autores do estudo propõem que a presença da violaceína intercalada entre os fosfolipídios seja suficiente para interferir com a organização da membrana, aumentando as distâncias entre as moléculas fosfolipídicas e levando a membrana a perder sua integridade.

Ao danificar membranas, a violaceína é capaz de destruir bactérias persistentes, que ficam em estado dormente como estratégia de resistência a antibióticos que dependem da atividade metabólica do microrganismo. Essas bactérias formam biofilmes para sobreviver em ambientes hostis.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Agência FAPESP.

Fonte: Agência Fapesp, com informações de Maria Celia Wider. Imagem: Wikimedia Commons.

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