Mecanismo de produção de fungicidas em bactérias do gênero ‘Streptomyces’ é descrito

Antonio Martín/DICYT Cientistas do Instituto de Biotecnologia de León (Inbiotec) desvendaram o mecanismo molecular de atuação pelo qual bactérias de várias espécies do gênero Streptomyces são capazes de produzir compostos antifúngicos de interesse para a indústria de alimentos e farmacêutica. O trabalho, que descreve a ação da proteína do gene envolvido no processo de secreção deste composto, será publicado em breve pelo The Journal of Biological Chemistry, uma das principais revistas científicas do setor.

Os pesquisadores da área de Genética do Inbiotec estão interessados em um tipo específico de fungicida: os polienos. Estes cientistas fizeram um estudo dos mecanismos de produção destas substâncias e, em etapas prévias, foram capazes de identificar o gene regulador na cepa de produção da pimaricina, um destes polienos, produzido pela bactéria Streptomyces natalensis. Uma vez identificado o gene envolvido no processo de produção da substância fungicida, os pesquisadores analisaram se esta seria uma atividade comum em outras espécies do mesmo gênero, já que existe ao redor de 60 espécies produtoras destes antifúngicos e cada uma é delas é capaz de produzir um polieno diferente. Streptomyces é um gênero de bactéria do tipo filamentosa que habita o solo e se divide em mais de 4.000 espécies, dentre as quais meia dúzia foi caracterizada para a produção biotecnológica.

“A pimaricina é um tipo de antibiótico que atua sobre certos fungos e é habitualmente usada em diferentes alimentos para evitar a formação de mofos em queijos do tipo Zamorano, carnes curadas, presuntos e comidas preparadas”, explica a DiCYT Jesús Aparício, coordenador da área de Genética do Inbiotec e participante do estudo. Este produto é reconhecível nas etiquetas de diferentes alimentos sob o nome de aditivo E-235 e “é o único antibiótico aceito tanto pela União Européia como pela FDA (sigla em inglês da Administração de Alimentos e Medicamentos dos Estados Unidos)”. A pimaricina é produzida pela espécie Streptomyces natalensis.

Os pesquisadores comprovaram que o mecanismo molecular de atuação que descreveram é comum “em todos os casos”, na expressão das proteínas codificadas pelo gene envolvido no processo de produção dos polienos nestas bactérias. Ademais, está sub-expresso, razão pela qual existe um nicho para que, através de técnicas biotecnológicas, diferentes cepas de Streptomyces aumentem sua capacidade de produção.

Primeiro, em um organismo modelo

Os pesquisadores chegaram a esta conclusão expressando a proteína de forma recombinante em um organismo modelo, a bactéria Escherichia coli, amplamente estudada para este tipo de trabalhos. Através de um estudo bioquímico, os pesquisadores identificaram os genes biosintéticos concretos e, posteriormente, observaram as zonas concretas ou lugares onde crêem que se une a proteína, com o fim de generalizar o modelo. O trabalho foi realizado primeiramente na espécie Streptomyces natalensis e depois abordado em outras espécies produtoras de polienos.

Jesús Aparício explicou que se dá o nome de macrólidos poliênicos, ou polienos, aos compostos bioativos de grande tamanho que têm diversas atividades, entre as quais está a fungicida (objeto do estudo), mas também a anti-tumoral, imunossupressora e a antibiótica. Os principais produtores de macrólidos poliênicos são as bactérias do gênero Streptomyces. Entre elas está a Streptomyces natalensis, “de interesse industrial porque produz pimaricina” (utilizada como conservante para evitar a aparição de mofo e para tratar a ceratite, uma úlcera que ataca a córnea, de origem fúngica); e Streptomyces avermitilis, que produz outro fungicida similiar à pimaricina, e cujo genoma está totalmente seqüenciado, facilitando o trabalho dos cientistas.

Entre os polienos mais conhecidos para a indústria farmacêutica está a própria pimaricina, de uso tópico em casos de ceratite (inflamação da córnea), explica Aparício. Também são comuns a anfotericina, em infecções sistêmicas graves como, por exemplo, as derivadas de uma intervenção cirúrgica no coração, e a nistatina, também para infecções sistêmicas e comercializada em forma de pomada.