Carboidratos e a Microbiota Intestinal

Bifidobacterium ssp. da Microbiota HumanaPor Alane Beatriz Vermelho

Na última edição do periódico “Nature reviews Microbiology”, foi publicada uma interessante revisão sobre a relação entre o metabolismo dos carboidratos com os micro-organismos da microbiota intestinal. Glicanas e polissacarídeos provenientes de alimentos vegetais (amido, hemicelulose e pectina), cartilagem e tecidos animais (glicosmanoglicanas e N- glicanas) e o muco (glicanas O- Ligadas) trazem uma enorme variedade de moléculas para o ambiente dos micro-organismos intestinais. Como exemplo, podemos citar a glicoproteína mucina do muco, que pode ter centenas de diferentes estruturas ligadas a glicoproteína.

A microbiota que se estabelece no intestino após o nascimento tem um efeito profundo na saúde e fisiologia humana, beneficiando a modulação do desenvolvimento imunológico, auxiliando na digestão de nutrientes, sintetizando vitaminas e inibindo a colonização de patógenos. Anormalidades nessa microbiota, denomiada de disbiose, pode levar a sérios problemas como doenças inflamatórias intestinais, câncer de colon, colite associada a antibiótico e obesidade. A disbiose é caracterizada por um desequilíbrio nos micro-organismos intestinais que causa uma proliferação de outros que são prejudiciais a saúde. Pode ocasionar também  um aumento do fluxo de vias metabólicas prejudiciais.

Esse tema tem sido alvo de intensos estudos nos últimos anos e hoje se sabe que um dos fatores principais que regulam a composição e fisiologia dessa microbiota no intestino são os carboidratos presentes no intestino e provenientes da dieta ou do muco intestinal. Nesse panorama, se observa a diversidade de preferência por determinado carboidratos entre os micro-organismos residentes. Muitas dessas glicanas e polissacarídeos não podem ser hidrolisados pelas enzimas codificadas pelo genoma humano e, desse modo, a fermentação microbiana tem um papel fundamental na transformação dessas glicanas não digeríveis em ácidos graxos de cadeia curta (SCFAs) como, por exemplo, os ácidos propriônico, acético e butírico. Esses ácidos servem como nutrientes para os colonócitos e outras células epiteliais do intestino.

No início da colonização da microbiota, os carboidratos disponíveis são provenientes do leite materno cujos componentes primários são a lactose, glactose, N-acetilglicosamina, fucose, acido siálico e uma mistura de oligossacarídeos complexos (HMOs). Esses oligossacarídeos são glicanas com grande diversidade compostas de lactose com ramificações ou N- acetil lactosmamina, com ácidos siálicos e fucose em suas cadeias. A microbiota nascente tem basicamente 4 filos de micro-organimos: Bacteroidetes, Proteobacteria, Firmicutes  e Actinobacteria. Em crianças alimentadas exclusivamente com o leite materno, predominam os gêneros Lactobacillus spp. e Bifidobacterium spp. que metabolizam muito bem o oligossacarídeos (HMOs). Crianças alimentadas com leites formulados têm menos Lactobacillus e Bifidobacterium spp e um aumento significativo de Clostridium spp., Bacteroides spp. e  de membros da família Enterobacteriaceae. Ao serem introduzidos na alimentação, cereais, frutas e vegetais outros micro-organismos aparecem como bactérias Gram-negativas como os  Bacterióides, espécies do filo Firmicutes e as Actinobactérias. Nas bactérias dos adultos predominam os filos Firmicutes e Bacteroidetes.

O tipo de alimentação é um fator importante. Estudos feitos com crianças africanas, que têm uma dieta rica em fibras e crianças européias com uma alimentação baixa em fibras, mostraram diferenças significativas. No primeiro grupo, a microbiota mostrou ser formada mais por espécies de Bacteroidetes e Actinobacterias do que por Firmicutes e proteobacteria. O oposto foi observado nas crianças européias. Diferenças também foram observadas nos gêneros encontrados: nas crianças africanas predominam o Prevotella spp. e Xylanibacter spp., enquanto nas européias, os gêneros Bacteroides spp. e Alistipes spp prevalecem  dentro dos Bacteroidetes.

Vários fatores afetam a utilização das glicanas pelas bactérias intestinais.  A degradação destas glicanas pode ser dificultada porque muitos destes substratos estão em microambientes  como a camada de mucosa do intestino. Outras estão em alimentos que possuem glicanas como celuloses, hemicelulose e pectina na parede celular destas plantas. O amido pode estar em grânulos insolúveis resistentes às enzimas degradativas. Cozimento, moagem e outras metodologias usadas na preparação dos alimentos podem minimizar estes problemas, mas são as enzimas microbianas que conseguem degradar estas glicanas. Algumas espécies, como o endosimbionte Bacteroides thetaiotaomicron, por exemplo, pode degradar mais de 12 tipo de glicanas.

Estratégias diferentes para degradar os carboidratos são desenvolvidas por esses micro-organismos em relação à organização e expressão dos genes, tipo e números de enzimas envolvidas e mecanismo de transporte. No intestino, existem os microambientes diferentes, passando pelo íleo e colon até o reto, com tecidos com características histológicas peculiares em relação à espessura da camada mucosa que vão alterar a disponibilidade das glicanas.

Suplementações com fibras prebióticas da dieta como a inulina (β- frutana de cadeia longa) e fruto-oligossacarideos têm sido eficientes para minimizar os efeitos de uma dieta rica em gordura. Essas fibras promovem o crescimento do Bifidobacterium spp., Roseburia spp. e Faecalibacterium prausnitzii. As fibras previnem o câncer de colo em ratos e reduz inflamações. Recentemente, formulações contendo arabinoxialanas e chitina-glicana foram promissoras em restaurar o balaço Bacterioides/ Firmicutes na comunidade microbiana, melhorando as funções, mesmo em dietas ricas em gorduras. Os prebióticos ajudam a reduzir o colesterol porque estimulam a microbiota a produzir propianato que é transportado pela corrente sanguínea até o fígado, inibindo a síntese de colesterol. A adição de outros micro-organismos para compor a microbiota, como os probióticos, também é de grande utilidade.

Todos esses estudos, muito bem abordados nesta revisão, mostraram que a disponibilidade das glicanas e polissacarídeos é um dos principais fatores na determinação da relação dos carboidratos com a microbiota intestinal.

Fonte: Nature Reviews Microbiology

O que faz de um micro-organismo um patógeno?

Por Raquel Regina Bonelli

Em janeiro de 2012, um artigo na BMC Microbiology assinado pelos renomados pesquisadores Liise-Anne Pirofski e Arturo Casadevall, trouxe de forma objetiva, concisa e clara uma reflexão sobre patogenicidade, avaliada sob o ponto de vista da microbiologia contemporânea. Os autores destacam que, apesar de originalmente a patogenicidade ter sido atribuída a fatores como a produção de cápsula ou de toxinas, hoje se sabe que para muitos patógenos não é possível identificar um fator chave determinante para a doença. De fato, as propriedades de patogenicidade estão também intrinsecamente ligadas ao hospedeiro.

Considerando que o sistema imune é capaz de conter e controlar muitas infecções, é óbvio que um hospedeiro debilitado tende a ser mais susceptível a doenças bacterianas. No entanto, é importante lembrar que uma vez que somos colonizados por inúmeras espécies de bactérias, a diferença entre ficar ou não doente pode estar nas condições em que se estabelece o contato entre o (potencial) patógeno e o hospedeiro. Neste contexto, o uso de antimicrobianos (que podem selecionar a microbiota) ou a exposição de áreas antes estéreis (como no caso de cirurgias ou do emprego de catéteres) são exemplos de fatores que criam condições para também um micro-organismo considerado não-patogênico levar a um quadro de doença no hospedeiro. Muitas vezes, não é nem mesmo algum fator produzido pelo micro-organismo diretamente e sim a resposta imune por ele induzida que leva ao dano.

Não por acaso, cada vez mais a palavra virulência faz parte do universo da microbiologia médica. Ao contrário do que pode parecer, esse termo não é intercambiável com patogenicidade. A patogenicidade é um conceito absoluto que determina se uma bactéria é ou não capaz de causar doença em um hospedeiro, enquanto a virulência é uma unidade contínua e se refere à intensidade do dano causado, podendo variar conforme a cepa ou o ambiente em que a interação com o hospedeiro se dá.

Assim, segundo os autores, tentativas de classificar micro-organismos como patógenos, não-patógenos, oportunistas ou comensais tendem a esbarrar sempre na imprevisível dinâmica que se estabelece entre o micro-organismo e o hospedeiro. A compreensão cada vez melhor dos processos de patogenicidade depende, portanto, da contínua aquisição de novos conhecimentos.

Fonte: Pirofski, L.-A. & Casadevall A. What is a pathogen? A question that begs the point. BMC Biology 10:6, 2012

Leia mais em: Casadevall, A; Fang F. C. & Pirofski L.-A. Microbial virulence as an emergent property: consequences and opportunities. PLoS Pathog 7:e1002136, 2011.

Instrumentos musicais: potenciais reservatórios de causadores de infecções e/ou alergias.

Por Deborah Nascimento 

Ultimamente tem se falado muito sobre contaminação de superfícies, de alimentos e higiene do corpo. Mas hoje iremos falar um pouco sobre a higiene em instrumentos musicais. É muito comum em escolas de música o compartilhamento desses instrumentos entre os alunos. A falta de higienização no manuseio dos mesmos é evidente, principalmente nos de sopro. Por vezes há o manuseio das  palhetas sem higienização prévia das mãos e da própria palheta.

Tocar instrumentos de sopro envolve expulsão forçada de um fluxo de ar contínuo dos pulmões através da boca para dentro do instrumento para a produção de som. A saliva pode abrigar uma série de patógenos bacterianos e virais e consequentemente os instrumentos musicais podem ser contaminados por eles. A proximidade de boquilhas contaminadas com a cavidade oral poderia facilitar a disseminação local e sistêmica do micro-organismo residente o que poderia causar danos graves ao músico.

Ano passado, em Tulsa, nos Estados Unidos, um grupo da universidade de Oklahoma demonstrou que os componentes internos desses instrumentos abrigavam micro-organismos oportunistas, patogênicos e/ou alergênicos. As maiores concentrações de micro-organismos foram encontrados de forma consistente no bocal, mas havia evidências de contaminação ao longo dos instrumentos e seus estojos. Também no ano passado, pesquisadores da Escola de Medicina em Boston, Massachusetts, mostraram que os instrumentos musicais podem abrigar bactérias e/ou leveduras viáveis​​. Em instrumentos previamente tocados há três dias foram encontrados micro-organismos típicos da boca, enquanto que após 72 horas foram isolados micro-organismos do ambiente. Esse mesmo grupo testou a sobrevivência de bactérias potencialmente patogênicas (Staphylococcus, Streptococcus, Moraxella, Escherichia coli e Mycobacterium tuberculosis atenuada) aplicando-as à palheta de um clarinete. Todas as espécies sobreviveram por no máximo 24-48 h, exceto Mycobacterium, que persistiu por 13 dias. Herpes labial também é comum entre instrumentistas. Hepatite A, hepatite B e vírus Epstein-Barr também podem ser transmitidos por saliva.

 Mas para quem pensou que o risco é somente para quem toca instrumentos de sopro, se enganou. Problemas de pele podem ser diagnosticados em músicos que tocam instrumentos de corda. Por exemplo, a dermatite de contato alérgica foi a mais freqüentemente relatada em violinistas e violistas em uma pesquisa da Ruhr-University Bochum, em 19 universidades de música na Alemanha. Além disso, infecções secundárias podem ser causadas por pele irritada ou traumatizada, dentre elas a paroníquia.

Assim, é importante a conscientização dessa parte da população, profissionais ou amadores, dos riscos que se corre ao compartilhar itens de uso tão íntimo e pessoal. O ideal é, se possível, que cada aluno tenha seu próprio instrumento. Também é importante ficar de olho às possíveis reações alérgicas que podem ser provocadas pelos instrumentos. Se perceber alguma alteração de pele procurar imediatamente o dermatologista. O cumprimento dessas medidas manterá a saúde dessa classe tão seleta de pessoas e garantirá o nosso prazer de ouvir uma boa música.

  
Candida albicans. - http://www.musee-afrappier.qc.ca/en/index.php?pageid=3113b&image=3113b_muguet

Glossário:

Dermatite de Contato: é uma condição inflamatória, que com frequência apresenta eczemas e é causada por uma reação cutânea a diversos tipos de alergênicos.

Paroníquia: é uma infecção da pele que rodeia a unha, habitualmente causada pela levedura Candida albicans e, mais raramente, por bactérias.

Referências Bibliográficas:

Glass RT, Conrad RS, Kohler GA, Bullard JW. Evaluation of the microbial flora found in woodwind and brass instruments and their potential to transmit diseases. General Dentistry, 2011, 59(2):100-7

Gambichler T, Uzun A, Boms S, Altmeyer P, Altenmüller E. Skin conditions in instrumental musicians: a self-reported survey. Contact Dermatitis. 2008, 58(4):217-22.

Marshall B, Levy S. Microbial contamination of musical wind instruments. Int J Environ Health Res., 2011, 21(4):275-85.

Moore JE. Always blow your own trumpet! Potential cross-infection hazards through salivary and respiratory secretions in the sharing of brass and woodwind musical instruments during music therapy sessions. J Hosp Infect.,  2004 , 56(3):245.

Gambichler T, Boms S, Freitag M. Contact dermatitis and other skin conditions in instrumental musicians. BMC Dermatol. 2004, 16;4:3. Review.

Micoses de unha

Por Dayanne da Rocha de Menezes

A onicomicose conhecida, popularmente, como micose de unha, é a doença mais comum das unhas e é causada, em sua maioria, por fungos dermatófitos e espécies da levedura Candida sp.  Em ambientes úmidos e quentes, os fungos se reproduzem rapidamente e podem dar origem a um processo infeccioso. A gravidade e a suscetibilidade para contrair estas infecções dependem de fatores que incluem o histórico familiar da doença, trauma prévio e a  condição geral de saúde e imunológica. A micose de unha é uma doença de incidência considerável, acometendo cera de 20% da população acima dos 40 anos, sendo especialmente maior entre mulheres devido a fatores de risco como freqüentar salões de beleza e maior exposição dos pés pelo uso de calçados abertos. Cerca de 50% das pessoas com idade superior a 60 anos sofrem desse mal, devido a queda da imunidade devido a doenças e ingestão de medicamentos que debilitam o organismo.  As manifestações mais comuns da onicomicose são o deslocamento da borda livre, provocando acúmulo de material debaixo da unha, deformação da unha  que ficam frágeis e quebradiças, crescimento irregular tornado-se ondulada, aumento da espessura da unha e endurecimento e  manchas brancas na superfície (figura 2)

Uma pessoa pode contrair uma onicomicose por diversas formas, podendo ser a partir  do meio ambiente, de animais, outras pessoas, lixas de unha, alicates e  tesouras contaminadas. O solo é uma poderosa fonte de micro-organismos e  por esse motivo a onicomicose é comum em manipuladores de frutas e jardineiros. 

O ambiente úmido, escuro e aquecido, encontrado dentro dos sapatos e tênis, também favorece o seu crescimento de fungos. Além disso, a queratina, proteína que forma as unhas, é fonte de alimento para este micro-organsimos.  O tratamento das micoses de unha pode ser  demorado e  depende da eliminação da unha contaminada. São raros os casos de crianças acometidas pela onicomicose, talvez pelo rápido crescimento das unhas nesta idade. Sabendo um pouco mais sobre as possíveis causas e características das desagradáveis onicomicoses, quando suas unhas apresentarem alterações que  desperte a suspeita de micose, procure um médico. Ele lhe indicará o tratamento adequado.

Referências e literatura recomendada:

Dermatologia.net. Doenças da pele. Disponível em: http://dermatologia.net/novo/base/doencas/onicomicose.shtml. Acessado em: 06/11/2012

Tchernev G, et all. Onychomycosis: modern diagnostic and treatment approaches. 2012 Sep 30.

Uci.farma. Onicomicose. Disponível em: http://www.uci-farma.com.br/saude_e_qualidade_de_vida/id:71. Acessado em: 19/11/2012

Vale N. Minhavida saúde, alimentação e bem estar. Disponível em: http://www.minhavida.com.br/saude/materias/10835-conheca-4-verdades-e-5-mitos-sobre-micoses-de-unhas. Acessado em: 06/11/2012

Bactérias anti-obesidade

Por Marina Farrel

Desde nosso nascimento e ao longo de nossa vida, vários micro-organismos sobrevivem e se multiplicam nas superfícies de tecidos de nosso corpo, como a pele e mucosas. Este processo é conhecido como colonização e uma das principias superfícies colonizadas são as que fazem parte do nosso sistema de digestão. Micro-organismos encontrados, na parede intestinal podem propiciar tanto benefícios quanto malefícios para nossa saúde.  Podem interferir no processo de digestão, sintetizar micronutrientes e atuando em nosso sistema imune.  Esta ação pode ser positiva, nos protegendo de  certas doenças ou negativa  quando são os agentes diretos ou indiretos de doenças.

Entender como se dá esse delicado equilíbrio entre os efeitos benéficos e os maléficos da microbiota anfibiôntica é motivo de intenso estudo de diversos cientistas. O conjunto de bactérias que colonizam nossas superfícies é denominado microbiota anfibiôntica. Essa microbiota pode sofrer modificações dependendo do tipo de alimentos consumidos por uma pessoa. Deste modo, é muito importante manter uma dieta saudável para que sua microbiota seja composta por micro-organismos simbiontes, ou seja, que vivem em harmonia e causam benefícios e não doenças. Estima-se que a microbiota intestinal humana seja composta de 103 a 104 micro-organismos, o que supera a quantidade de células humanas.

A obesidade resulta de alterações no equilíbrio de energia, isto é, como o corpo regula o consumo de energia, gasto e o armazenamento. Já que a fome representa um perigo maior para o organismo do que o excesso de alimentos, nossos sistemas biológicos são mais voltados para nos proteger contra perda de peso do que o ganho de peso, ou seja, um modelo econômico. Os restaurantes estão cada vez mais oferecendo alimentos baratos, saborosos e altamente calóricos. Evidências recentes sugerem que a microbiota intestinal afeta a aquisição de nutrientes e regulação de energia, e que grupos de pessoas obesas e magras podem apresentar diferenças no tipo de micro-organismos que fazem parte da microbiota intestinal.  

 Um experimento realizado por um cientista Frances chamado Millian e por seus colaboradores mostrou que a obesidade está associada às mudanças observadas na quantidade relativa das duas divisões bacterianas dominantes no intestino, Bacteroides  e Firmicutes. Naquele estudo, a proporção relativa de Bacteróides estava diminuída em pessoas obesas em comparação com pessoas magras enquanto que a proporção de Firmicutes estava aumentada em pessoas obesas. Foi observado que a microbiota mais comum no obeso possuía maior capacidade para absorver energia da dieta. Além disso, quando os pesquisadores introduziram no intestino de camundongos uma microbiota obtida de um indivíduo obeso foi observado um aumento da gordura corporal total dos animais, sem qualquer aumento no consumo de alimentos.

Foi então observado que, com uma dieta não balanceada, as bactérias que produzem enzimas capazes de quebrar polissacarídeos não digeríveis normalmente pelo corpo humano foram selecionadas, introduzindo calorias adicionais na dieta e diminuindo as calorias eliminadas nas fezes. Estudos com camundongos colonizados com uma microbiota de obeso apresentaram não somente um aumento da gordura corporal total, mas também passavam a apresentar resistência à insulina. Este aumento de peso e resistência à insulina parece ocorrer por causa da extração mais eficiente de energia pela microbiota a partir de fibras não digeríveis, o que gera no hospedeiro um aumento da absorção instestinal de glicose, aumento da glicose (glicemia) e da insulina (insulinemia) no sangue. Assim, tudo indica que a microbiota intestinal participa da digestão de polissacarídeos, aumentando a quantidade de glicose no fígado e portanto, o seu armazenamento em forma de gordura (lipogênese).

Foi sugerido que a dieta rica em gordura (comum em indivíduos obesos) levaria ao desequilíbrio da microbiota e, uma microbiota em desequilíbrio, poderia contribuir para a obesidade. Assim, uma conduta que vem sendo proposta para o tratamento e prevenção da obesidade é garantir uma microbiota equilibrada e um funcionamento intestinal adequado. Um método sugerido para recompor uma microbiota equilibrada foi o uso de probióticos. A Organização Mundial de Saúde define probióticos como “organismos vivos que, quando administrados em quantidades adequadas, conferem benefício à saúde do hospedeiro”. Como função benéfica no organismo, alguns estudos têm sugerido que os probióticos teriam efeito sobre o equilíbrio bacteriano intestinal: controle do colesterol e de diarreia. Certos suplementos probióticos podem ser componentes de alimentos industrializados presentes no mercado, como leites fermentados, iogurte, ou podem ser encontrados na forma de pó ou cápsulas. Finalmente, é preciso deixar claro que nem sempre probióticos geram benefícios para nossa saúde. Por exemplo, pesquisas recentes demonstraram que tratamentos baseados em probióticos estavam associados ao aumento de mortes em pacientes com pancreatite aguda. Assim, apesar de alguns resultados serem animadores, existe a necessidade de mais investigações sobre o efeito das adições rotineiras de probióticos em alimentos ou de seu uso como suplementos.

micro

Referências:

Cani, P. D., Possemiers, S., Van de Wiele,T., Guiot, Y., Everard, A., Rottier,O., Geurts, L., Naslain, D., Neyrinck,A., Lambert, D. M., Muccioli, G.G., and Delzenne, N. M. Changes in gut microbiota control inflammation in obese mice through a mechanism involving GLP-2-driven improvement of gut permeability. Gut 58, 1091–1103, 2009.

 Vyas, U. & Ranganathan, N. Probiotics, prebiotics, and synbiotics: gut and beyond. Gastroenterol Res Pract., 2012.

 Angelakis E, Armougom F, Million M, Raoult D.The relationship between gut microbiota and weight gain in humans. Future Microbiol. 7(1):91-109., 2012.

 Marik, P.E. Colonic flora, Probiotics, Obesity and Diabetes. Front Endocrinol (Lausanne). 3:87., 2012.

Antracimicina: futuro protótipo de uma nova classe de agentes antimicrobianos?

Por: Olinda Cabral da Silva Santos 

As doenças infecciosas causadas por bactérias, fungos, vírus e parasitas ainda constituem o principal problema de saúde pública. Seu impacto é particularmente maior em países em desenvolvimento, devido à precariedade dos sistemas de saúde, uso indiscriminado de antimicrobianos e emergência de microrganismos multirresistentes.

A resistência aos antimicrobianos é uma preocupação mundial e crescente. O Brasil e os países latino-americanos, em geral, apresentam níveis mais elevados de resistência bacteriana quando comparados com a Europa e os Estados Unidos, principalmente entre cocos Gram-positivos e bacilos Gram-negativos, incluindo os não--fermentadores e as enterobactérias produtoras de β-lactamases de espectro estendido (extended-spectrum β-lactamase – ESBL).

Os produtos naturais constituem uma das principais fontes de novos agentes terapêuticos para várias doenças, incluindo as infecciosas. Somente uma pequena porção da diversidade disponível de fungos, da fauna e flora marinhas, de bactérias e de plantas tem sido explorada, e sugere-se que recursos ilimitados podem ser obtidos através do estudo desses organismos.

Estrutura química da antracimicina (Jang et al., 2013).

Um exemplo promissor desta última assertiva é o novo antibiótico antracimicina (Figura 1), produzido pela estirpe Streptomyces halstedii CNH365, isolada a partir de sedimentos marinhos coletados na costa da Califórnia. A antracimicina é uma substância tricarbocíclica pertencente à classe dos policetídeos, e a sua estrutura química única poderia levar ao desenvolvimento de uma nova classe de antibióticos.

A antracimicina apresentou potente atividade inibitória contra Bacillus anthracis em uma concentração mínima inibitória (CMI) de 0,031 µg/ml. Este microrganismo é o agente etiológico do carbúnculo hemático, também conhecido como antraz. Normalmente, o antraz afeta mamíferos herbívoros, principalmente bovinos, equinos e caprinos, podendo casualmente contaminar o homem pelo contato com animais ou materiais infectados. De acordo com a via em que os esporos (Figura 2) foram contraídos, a infecção apresenta três diferentes formas de contágio: cutânea (manifestação mais comum), inalatória (letal em 95% dos casos) e gastrointestinal.Imagem do esporo de Bacillus anthracis obtida por microscopia eletrônica de varredura (Copyright © National Academy of Engineering). http://cdn4.sci-news.com/images/2013/07/image_1241_1-anthrax.jpg.

Atualmente, o seu maior risco está associado à utilização dos esporos como arma de guerra biológica e no bioterrorismo. Em 2001, uma semana após o ataque ao World Trade Center, um grupo terrorista enviou envelopes contendo esporos de B. anthracis para diferentes localidades dos Estados Unidos. Esta ação resultou em 22 casos de antraz confirmados, incluindo cinco mortes por antraz pulmonar. Dada a gravidade desta doença, aliado ao fato dos esporos poderem ser dispersos na forma de aerossóis, o desenvolvimento de novos agentes antibióticos para o tratamento desta infecção vem se tornando um objetivo prioritário para os Estados Unidos.

A antracimicina também foi capaz de inibir o crescimento de Staphylococcus aureus resistente à meticilina (methicillin-resistant S. aureus – MRSA), em uma CMI de 0,062 µg/ml. Esta bactéria é responsável por infecções primárias da corrente sanguínea, infecções de pele e tecidos moles e infecções no trato respiratório inferior. Estirpes de MRSA adquiriram prevalência expressiva nas populações adulta e pediátrica em ambiente hospitalar, sendo encontradas nos hospitais brasileiros com variações entre 30% e 60%.

O clone responsável pela maioria das infecções por MRSA no Brasil, chamado clone epidêmico brasileiro (Brazilian epidemic clone – BEC), apresenta resistência a múltiplas drogas. Clindamicina, sulfametoxazol-trimetoprima, ciprofloxacina e gentamicina são ativos contra MRSA-BEC a uma taxa menor do que 10%, restando como alternativa terapêutica para as infecções graves causadas por estas bactérias o uso dos antibióticos glicopeptídicos (teicoplanina e vancomicina), das estreptograminas (quinupristina/dalfopristina), das oxazolidinonas (linezolida) e dos lipopeptídeos cíclicos (daptomicina).

Além das bactérias anteriormente citadas, a antracimicina também foi capaz de inibir outros patógenos Gram-positivos, tais como Enterococcus faecalis (CMI = 0,125 µg/ml) e Streptococcus pneumoniae (CMI = 0,25 µg/ml). Por outro lado, esta droga se mostrou pouco efetiva contra bactérias Gram-negativas, apresentando CMIs entre > 128 e > 256 µg/ml. A síntese de um análogo da antracimicina, a dicloro-antracimicina, demonstrou que a adição de cloro à estrutura aumentou a habilidade do composto em penetrar na parede celular de bactérias Gram-negativas. A dicloro-antracimicina foi ativa contra Haemophilus influenzae, Burkholderia thailandensis, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa, com CMIs variando entre 4 e 32 µg/ml.

Embora o mecanismo de ação não tenha sido totalmente elucidado, resultados obtidos a partir de experimentos de marcação metabólica indicaram que a antracimicina atua inibindo a síntese de DNA e de RNA. Além disso, estudos preliminares in vivo demonstraram que esta substância foi capaz de conferir significativa proteção (90% de sobrevivência) em camundongos CD1 infectados com MRSA.

O último antibiótico isolado a partir de fontes naturais foi a daptomicina, em 1986. Este composto, produzido por uma estirpe de Streptomyces roseosporus, pertence à classe dos lipopeptídeos cíclicos e foi aprovado para o tratamento de infecções causadas por bactérias Gram-positivas em 2003.

O estudo apresentado acima foi desenvolvido pelo grupo do Professor William Fenical, do Instituto Scripps de Oceanografia (California, USA), e publicado no periódico científico alemão Angewandte Chemie. O isolamento da antracimicina indica que o ambiente marinho, que representa cerca de metade da diversidade global, constitui uma rica fonte que precisa ser explorada visando o desenvolvimento de novos agentes antimicrobianos para compor o arsenal terapêutico contra microrganismos multirresistentes.

Bibliografia:

Eliopoulos, G.M., Willey, S., Reiszner, E., Spitzer, P.G., Caputo, G. & Moellering, R.C. In vitro and in vivo activity of LY146032, a new cyclic lipopeptide antibiotic. Antimicrob. Agents Chemother., 30(4), 532-535, 1986.

Fauci, A.S. & MORENS, D.M. The perpetual challenge of infectious diseases. N. Engl. J. Med., 366(5), 454-61, 2012.

Jang, K.H., Nam, S.J., Locke, J.B., Kauffman, C.A., Beatty, D.S., Paul, L.A. & Fenical, W. Anthracimycin, a potent anthrax antibiotic from a marine-derived actinomycete. Angew. Chem. Int. Ed., 52, 7822-7824, 2013.

Newman, D.J. & Cragg, G.M. Natural products as sources of new drugs over the 30 years from 1981 to 2010. J. Nat. Prod., 75, 311-335, 2012.

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Sweeney, D.A., Hicks, C.W., Cui, X., Li, Y. & Eichacker, P.Q. Anthrax Infection. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 184(12), 1333-1341, 2011.

Qual é a diferença entre germe, micróbio, bactéria, bacilo e vírus?

Qual é a diferença entre germe, micróbio, bactéria, bacilo e vírus?

(Nivaldo Costa Pedro,São Paulo, SP)

    Bactérias                                                

Fungos

Protozoário

Bacilo

Vírus

Todos são microorganismos: seres invisíveis a olho nu também chamados genericamente de micróbios ou germes. Os dois termos são do século 19, quando a tecnologia disponível ainda não permitia diferenciar um microorganismo de outro. A humanidade, aliás, passou a maior parte de sua história sem fazer ideia de que esses seres existiam. Apenas no século 17, quando foi aperfeiçoado o microscópio, a ciência pôde finalmente observar criaturas unicelulares em ação – mas só as maiorzinhas, hoje chamadas de protozoários. No final do século 20, quando se tornou possível examinar o material genético dos micróbios, descobriu-se que há maior variedade entre eles do que entre animais e plantas. Os microbiologistas confessam ser incalculável o número total de espécies somando bactérias, protozoários e vírus aos tipos também microscópicos de fungos e algas. Com essa diversidade toda, os microorganismos foram os únicos seres que se adaptaram a todos os lugares do planeta: estão no ar, no fundo do mar, no subsolo – e dentro de nós. “Existem mais células de bactérias no nosso corpo do que células humanas”, diz o microbiologista Jacyr Pasternak, do Hospital Albert Einstein, em São Paulo. Geralmente, esses parasitas se aproveitam dos nutrientes de nosso organismo sem causar problemas – e alguns até fazem bem, como certos lactobacilos que evitam infecções. Mas não faltam bactérias altamente perigosas. A Yersinia pestis, por exemplo, causou a famosa Peste Negra, que matou um terço da Europa entre 1347 e 1351, sem que se soubesse a causa da doença. Ela só pôde ser descoberta no final do século 19, quando o químico francês Louis Pasteur (1822-1895) demonstrou que as bactérias (qualquer microorganismo unicelular desprovido de núcleo), com sua grande capacidade de contágio, eram as verdadeiras responsáveis por várias doenças. Mas Pasteur também constatou que existiam microorganismos benéficos para a humanidade, ao observar que certos fungos microscópicos, as leveduras, eram responsáveis pela fermentação – ou seja, sem elas não haveria pão, queijo, vinho ou cerveja. Tão importante quanto o célebre cientista francês foi seu contemporâneo Robert Koch (1843-1910), médico alemão que demonstrou como bactérias específicas causavam doenças igualmente distintas. Em apenas duas décadas (entre 1880 e 1900), o trabalho de Pasteur e Koch lançou as bases de uma nova ciência: a microbiologia, que, ao longo do século do 20, não pararia de revelar criaturas cada vez mais pequeninas. Não demorou para descobrirem que até as bactérias eram infectadas por seres ainda menores: os vírus. Por fim, a microbiologia se expandiu além da medicina, revelando que algas do tamanho de bactérias produzem de 30% a 50% do oxigênio que respiramos. “Sem elas, a atmosfera, como a conhecemos, não existiria”, afirma o microbiologista Gabriel Padilla, da Universidade de São Paulo (USP).

Os donos do mundo

Microorganismos ocupam todo o planeta - da atmosfera ao interior do corpo humano

VÍRUS

Dez mil vezes menores que as bactérias, eles não passam de material genético com uma capa de proteína. Alguns cientistas nem os consideram seres vivos, porque não têm metabolismo próprio: usam as células dos organismos que invadem para se reproduzir. Só o vírus da AIDS matou 25 milhões de pessoas nos últimos 20 anos – enquanto o da gripe espanhola eliminou o mesmo número em apenas dois anos (1918-1919). Aliás, os vírus da gripe, como o Influenza da foto, são extremamente difíceis de controlar, por estarem constantemente em mutação

PROTOZOÁRIOS

São unicelulares como as bactérias, mas possuem (assim como as células de plantas e animais) organelas, que ajudam a processar nutrientes e gerar energia, como minúsculos pulmões, estômagos e outros órgãos). Existem protozoários visíveis, de até 2 milímetros. Outros são mil vezes menores. O maior assassino entre microorganismos é um protozoário: o Plasmodium falciparum . Ele causa a malária, que mata 2 milhões de pessoas por ano

BACTÉRIAS

Seres unicelulares que não possuem sequer um núcleo separado por membrana. Depois dos vírus, são as criaturas mais simples que existem, medindo entre 0,5 e cinco milésimos de milímetro. Foram a primeira forma de vida a surgir na Terra, há 3 bilhões de anos. Com tanto tempo de vida, tornaram-se bem resistentes e algumas são inimigas temíveis, como a Neisseria gonorrhoeae (foto), que, sexualmente transmissível, causa a gonorréia, por exemplo. Por outro lado, são as grandes faxineiras do planeta, decompondo plantas e animais mortos.

BACILOS

Esse é o nome dado às bactérias em forma de bastão – enquanto as esféricas são chamadas de cocos e as curvas, de vibriões. Os bacilos ficaram mais famosos por causarem doenças como a tuberculose – cujo agente, Mycobacterium tuberculosis, é mais conhecido como Bacilo de Koch. Recentemente, o Bacillus anthracis (foto), que transmite a letal infecção antraz, ganhou notoriedade como arma bacteriológica na mão de terroristas. Mesmo assim, a grande maioria dos bacilos, como dos outros tipos de bactéria, não é nociva

FUNGOS

A variedade é enorme. Alguns fungos, como os cogumelos, são bem desenvolvidos, mas os que interessam aqui são unicelulares e contêm organelas, como os protozoários. Entre os mais chegados ao ser humano está o Candida albicans, que causa micoses. Já o Penicillium roqueforti serve para fabricar queijos como gorgonzola e, claro, roquefort. Com outro fungo do gênero Penicillium, o notatum (foto), faz-se a penicilina, um os antibióticos que mais salvam vidas

Leveduras

Leveduras

As leveduras, como os bolores, são fungos, mas deles se diferenciam por se apresentarem, usual e predominantemente, sob forma unicelular. Uma levedura típica consta de células ovais, que se multiplicam assexuadamente comumente por brotamento ou gemulação. Como células simples, as leveduras crescem e se reproduzem mais rapidamente do que os bolores. Também são mais eficientes na realização de alterações químicas, por causa da sua maior relação área/volume. A maioria das leveduras, não vive no solo mas adaptou-se a ambientes com alto teor de açúcares, tal como néctar das flores e a superfície de frutas. As leveduras também diferem das algas, pois não efetuam a fotossíntese, e igualmente não são protozoários porque possuem uma parede celular rígida. São facilmente diferenciadas das bactérias em virtude das suas dimensões maiores e de suas propriedade morfológicas.

            A respeito do que foi dito acima, as leveduras não constituem um grupo definidos de microorganismos, embora apresentam uniformidade morfológica, ou melhor, são diferenciados  de acordo com características morfológicas e mais de acordo com as características fisiológicas.

            Existem, aproximadamente, 350 espécies diferentes de leveduras, separadas em cerca de 39 gêneros.

            As leveduras fermentativas vêm sendo exploradas pelo homem há milhares de anos, na produção de cerveja e do vinho e na fermentação do pão, embora, somente no século dezenove tenha sido reconhecida a natureza biológica dos agentes responsáveis por estes processos.

            As leveduras são classificadas em todas as três classes de fungos superiores: ascomicetos, basidiomicetos e fungos imperfeitos.

            O principal agente da fermentação alcoólica, Saccharomyces cerevisae, é uma levedura ascomicética.

Generalidades:

            As leveduras constituem um grupo de microrganismos unicelulares, que se reproduzem assexuadamente por brotamento ou por cissiparidade e que desenvolvem a fermentação alcoólica. São largamente encontradas na natureza: são comuns no solo, na superfícies de órgãos dos vegetais, principalmente em flores e frutos, no trato intestinal de animais, em líquidos açucarados, e numa grande série de outros locais. Podem ser parasitas, simbiontes, sendo, em sua grande parte, sapróbios.

            Crescem onde existe matéria orgânica disponível, viva ou morta, geralmente apreciando calor e umidade. Água, solo, troncos, folhas, frutos, sementes, excrementos, insetos, alimentos frescos e processados, têxteis e inúmeros outros produtos fabricados pelo homem constituem substratos para o desenvolvimento de fungos.

            Apresentam grande importância sob vários aspectos:

- são agentes de fermentação alcoólica, na produção do alcoól industrial e de todas as bebidas alcoólicas destiladas ou não destiladas;

- são utilizadas na panificação

- são, pelo menos potencialmente, importantes fontes de proteína e de fatores de crescimento, passíveis de serem utilizadas na alimentação animal e, mesmo, humana.

- como agentes de fermentação são prejudiciais à conservação de frutos, e de sucos vegetais.

- algumas espécies, são patogênicas a plantas, animais e ao homem.           

            Muitas espécies de fungos tem sido testadas e utilizadas para a produção de substâncias de interesse industrial ou médico:

            O etanol, ácido cítrico, ácido glucônico, aminoácidos, vitaminas, nucleotídeos e polissacarídeos são exemplos de metabólitos primários produzidos por fungos, enquanto que os antibióticos constituem importantes metabólitos secundários.

            Além da aplicação em indústrias de fermentação, novos aspectos biotecnológicos têm sido explorados, inclusive de caráter ambiental, ou seja, os fungos podem atuar como agentes benéficos à melhoria do meio ambiente:

            - Tratamento de resíduos líquidos e biorremediação de solos poluídos;

            - Mineralogia e biohidrometalurgia;

            - Produção de biomassa, incluindo proteína comestível;

            - Tecnologia de combustíveis, particularmente na solubilização de carvão;

            - Emprego em controle biológico

             Características Fisiológicas 

            - Faixa de temperatura de crescimento: 0 - 35oC

            - Temperatura ótima: 20 - 30oC

            - Faixa de pH de crescimento: 2,0 - 8,5

            - pH ótimo: 4,5 - 5,5

           - Necessidades hídricas:

            - Bolores < Leveduras < Bactérias

            - Aw (atividade de água) menor que 0,70 inibe o crescimento da maioria dos bolores que causam a deterioração de alimentos.

            - Aw = estima a proporção de água disponível no sistema para reações bilológicas, bioquímicas e químicas.

            As leveduras são, geralmente, unicelulares

            Saccharomyces cerevisiae e outras leveduras comuns apresentam forma oval ou cilíndrica. Outras formas encontradas no grupo são: apiculada ou em forma de limão, esférica (Torulopsis) elíticas, elipsóides ou filamentosas (pseudo-micelio constituido por células unidas entre si).

            CÉLULAS DAS LEVEDURAS

 

            As células vegetativas da maioria das leveduras industriais, variam em tamanho, de 4 a 8 micras de largura por 7 a 12 de comprimento, havendo, evidentemente, espécies maiores e espécies menores que as citadas. Forma e tamanho das células, mesmo em espécies monomorfas, podem variar de acordo com o nutriente, as condições ambientais, o estado fisiológico ou a idade.

Estrutura: As leveduras apresentam membrana celular bem definida, pouco espessa, em células jovens; rígidas em células adultas, de constituição variável, com predominância de hidratos de carbono, e menor quantidade de proteínas e graxas. Internamente delimitando o citoplasma, existe a membrana citoplasmática, mais evidente em células adultas, por plasmolise. No geral, as leveduras se apresentam sem cápsula, se bem que algumas espécies de Torulopsis se apresentem com cápsula, constituída de hidratos de carbono.

            Citoplasma - de células adultas apresenta inúmeros vacúolos e granulações variadas. Entre estas, são encontradas:

                      

  A) - Grânulos metacromáticos, constituídos de polimetafosfato inorgânicos, e de função em parte conhecida.

                       

 B) - Glicogênio, hidratos de carbono encontrado em células adultas.

                        

C) - Grânulos lipóides, em quantidade variável com a espécie de levedura, a idade da célula e o substrato.

                     

   D) - Mitocôndrios - se apresentam com aspecto filamentoso, constituídos de lipoproteínas com pequena quantidade de ácido ribonucleico, e contendo enzimas respiratórias

            O núcleo é bem definido, pelo menos em células em vias de reprodução; pequeno, esférico ou reniforme, de localização variável, associado a vacúolo nuclear.

 REPRODUÇÃO 

            Reprodução Assexuada: As leveduras se multiplicam por brotamento, processo pelo qual na superfície da célula adulta (célula mãe) desenvolve-se uma pequena saliência (célula-filha) que se transformará numa nova célula.

            Alguns gêneros e espécies se dividem por cissiparidade semelhante às bactérias. Encontramos algumas leveduras que foram blastosporos, pequenos esporos formados na extremidade de um esterigma, ou ainda artrosporos, formado pela fissão de uma célula em vários pontos.

            Reprodução Sexuada: As leveduras se reproduzem assexuadamente por esporos endógenos (Ascoporos), contido no interior da célula - mãe, agora transformada em asca. Os ascoporos são geralmente em número de 4 a 8, variando de acordo coma espécie envolvida: são esférico em Saccharomyces cerevisiae, anelados ( anel de Saturno ) em Hansenula saturnus alongadas com flagelos em nematospora, etc.

Ciclo Vital

            Os fungos, na sua fase vegetativa, a de maior duração, são geralmente haplóide; a fase diplóide, compreendida entre a cariogamia e a meiose é geralmente muito curta. As leveduras, porém, apesar de pertencerem ao grupo dos fungos, comporta-se de maneira variável, a esse respeito, dependendo da espécie envolvida. Entre elas são encontrados vários tipos de ciclo vital, entre os quais são mais comuns os que seguem:

·              Ciclo com predominância da fase haplóide, encontrado em Schizosaccharomyces octosporus.

·              Ciclo com predominância da fase diplóide, como em Saccharomycodes ludwigii. Neste caso, a fase vegetativa, reproduzindo-se por brotamento, é constituída de indivíduos diplóides.

·              Ciclo sem predominância de fase haplóide ou diplóide, encontrado em Saccharomyces cerevisiae; a reprodução assexuada, por brotamento ocorre tanto em células haplóides como em células diplóides.

            CLASSIFICAÇÃO

            O reino Fungi está dividido em Mixomycota (fungos limosos ou gelatinosos) e Eumycota (fungos verdadeiros). Atualmente, a classificação das leveduras se baseia nas características reprodutiva (sexuada ou assexuada), bem como, na capacidade de utilização de certos hidratos de carbono.

            O reino Fungi está dividido em Mixomycota (fungos limosos ou gelatinosos) e Eumycota (fungos verdadeiros).

            Os fungos verdadeiros ou Eumycota foram divididos em 4 subdivisões:

            Formadores de cogumelos (Agaricus campestris, Lentinula edodes, Pleurotus ostreatus etc).

Parasitam e destroem material lignocelulósico.

            Os fungos verdadeiros ou Eumycota foram divididos em 4 subdivisões:

                        - Mastigomycotina (4 classes) - fungos inferiores

                        - Zygomycotina (2 classes) - fungos inferiores

                        - Ascomycotina (6 classes) - fungos superiores

                        - Basidiomycotina (3 classes) - fungos superiores

                        - Deuteromycotina (3 classes) - fungos imperfeitos

          

  1 - Mastigomycotina

            Inclui muitos fungos parasitas obrigatórios que causam sérias doenças em plantas, e fungos aquáticos. Normalmente, associados com matéria orgânica em decomposição.

          

  2 - Zygomycotina

            Destacam-se os gêneros Rhizopus e Mucor .

                        Rhizopus, Mucor: Produção de enzimas amilolíticas (amilases e glucoamilases) para a produção de alimentos.

                        Rhizopus: Produção de enzimas pécticas empregadas na clarificação de sucos de frutas.

            Desde 1950, esse gênero tem sido empregado na indústria farmacêutica para introduzir grupos OH em córtico-esteróides para a produção de preparações contendo corticóides.

                        Rhizomucor miehei e Rhizomucor pusillus: produzem a enzima protease rennet, usada na produção de queijos.

                        Rhizopus stolonifer: responsável pôr doenças em frutas durante o armazenamento e transporte, provocando o amolecimento de batatas, morangos, framboesas, pêssegos, etc.

           

 3 - Ascomycotina

            *Gênero Aspergillus:

            A . niger: Produção de ácido cítrico; ácido glucônico;

                        - Produção de enzimas.

            *Gênero Penicillium: (fungo azul-verde)

                        - Manufatura de queijos;

                        - Produção de antibióticos;

                        - Parasita de plantas;

                        - Produção de enzimas.

            *Gênero Neurospora: (bolor vermelho do pão)

                        - Produz contaminações em padarias, causando perdas econômicas.

          

  4 - Basidiomycotina

            Formadores de cogumelos (Agaricus campestris, Lentinula edodes, Pleurotus ostreatus etc).

Parasitam e destroem material lignocelulósico.

           

            Os fungos encontram-se amplamente em todos os ecossistemas e habitats. Podem ser parasitas, simbiontes, sendo, em sua grande parte, sapróbios.

            Crescem onde existe matéria orgânica disponível, viva ou morta, geralmente apreciando calor e umidade. Água, solo, troncos, folhas, frutos, sementes, excrementos, insetos, alimentos frescos e processados, têxteis e inúmeros outros produtos fabricados pelo homem constituem substratos para o desenvolvimento de fungos.

Organismo

Organismo	Aw mínimo para o crescimento
Bactérias	0.91
Leveduras	0.88
Bolores	0.80

             Utilização de Compostos de Carbono 

            A habilidade para fermentar açúcares varia entre os vários gêneros de leveduras. 

                       

 - Fermentação vigorosa da glicose: Saccharomyces, Kluyveromyces, etc.

                     

   - Gêneros não fermentativos: Lipomyces

                       

 - Gênero Hansenula: espécies fermentativas e não fermentativas

             

 Assimilação de Fontes de Carbono (Aerobiose) 

          

  Ocorre diferenças entre as espécies: pentose (xilose, amido, alcóois (manitol, sorbitol), ácidos orgânicos (ácido acético, lático, cítrico). 

          

  Leveduras de Interesse em Alimentos :

 Top yeast: leveduras de superfície

           

 Botton yeast: leveduras de profundidade

            

S. cerevisae, S. calrsbergensis botton yeast, após o crescimento e fermentação precipitam.     Usadas na panificação, cerveja, vinhos, etc

          

  S. fragilis, S. lactis fermentam lactose (tratamento de resíduos)

          

  S. roufii, S. mellis osmofílicas - frutas secas, xaropes, geléias

        

 S. baillie fermentação de sucos (cítricos)

            

Torulopsis osmofílica - leite condensado

           

 Candida produz grande quantidade de proteínas, ataca leite e derivados

           

 Rodutorula deterioração de pickles, chucrutes e carnes (cor vermelha ou amarelo)

          

  Picchia, Hansenula, Debarymocyces, Thricosporum deterioração de pickles com produção de película, oxida o ácido acético e altera o sabor

            

Debaryomyces carnes, queijo e salsichas