sexta-feira, 8 de novembro de 2013

Cientista busca bactérias em cavernas para produzir novos antibióticos Hazel Barton diz que micro-organismos isolados podem ajudar a combater 'superbactérias' resistentes a medicamentos atuais

Bactérias encontradas em cavernas podem ajudar a produzir os antibióticos necessários contra infecções resistentes a remédios já disponíveis no mercado, segundo a bióloga Hazel Barton, da Universidade americana de Akron.
Primeiros resultados mostram que o ambiente pode ajudar na batalha contra as 'superbactérias' - Max Wisshak/Cortesia Hazel Barton
Max Wisshak/Cortesia Hazel Barton
Primeiros resultados mostram que o ambiente pode ajudar na batalha contra as 'superbactérias'


Barton faz buscas por bactérias em cavernas profundas, como a de Lechuguilla, no Estado do Novo México.

Ela diz que os primeiros resultados mostram que o ambiente pode ajudar na batalha contra as "superbactérias".

"Há ambientes únicos e pouco explorados, povoados por micro-organismos, que só agora nós estamos começando a entender, que tem a chave para novas drogas", disse Barton ao programa de TV Horizon, da BBC.

De acordo com ela, os cientistas costumam buscar novos antibióticos na natureza porque a estrutura complexa desses medicamentos faz com que seja quase impossível sintetizá-los no laboratório.

"Da miríade de antibióticos que surgiram no mercado nos últimos 60 anos, 99% são derivados de outros micro-organismos, especialmente bactérias e fungos encontrados no solo", explica.

"Mas esta fonte está começando a se tornar escassa e os cientistas estão prestando atenção em ambientes mais exóticos e extremos, como cavernas."

Disputa por alimento. De acordo com a pesquisadora, a explicação para o potencial antibiótico dos micro-organismos de cavernas está provavelmente no isolamento.

"A caverna de Lechuguilla tem mais de 365 metros de profundidade e exige que a descida até as amostras seja feita em cordas presas ao teto. A coleta (de amostras) acontece em áreas tão remotas que temos que acampar lá dentro por dias, às vezes", diz.

"Essa distância também quer dizer que essas bactérias não foram perturbadas por nenhum tipo de atividade em milhões de anos."

Por causa da dificuldade de conseguir alimento no ambiente da caverna, os micro-organismos são forçados a competir entre si.

Barton explica que, por causa do seu tamanho reduzido, as opções das bactérias das cavernas são limitadas - elas não têm dentes ou patas para lutar. Por isso, elas usam sua capacidade biossintética para produzir antibióticos umas contra as outras.

"Quimicamente, antibióticos são muito mais complexos do que drogas antivirais ou anticâncer e se parecem mais com uma teia de aranha, com padrões intricados de conexões", explica.

"Eles mimetizam os padrões celulares para bloquear ou mesmo destruir estruturas importantes dentro de uma bactéria."

Os micro-organismos encontrados em Lechuguilla foram examinados por Barton em colaboração com cientistas de outras universidades dos Estados Unidos e do Canadá.

"Só uma (das amostras) produziu 38 componentes antimicrobianos, incluindo o que parece ser um novo antibiótico. Para colocar isso em perspectiva, há menos de 100 antibióticos que já foram descobertos e descritos e uma única cultura isolada de uma caverna produziu quase um terço deles", afirma a pesquisadora.

Resistência. Outras avaliações mostraram a Barton que, em 93 das 4 mil culturas isoladas na caverna, as "superbactérias", resistentes a diversos antibióticos, também estavam presentes.

"Apesar do fato de que estes organismos estiveram isolados por milhões de anos e nunca foram expostos a antibióticos humanos, eles eram resistentes a praticamente todos os antibióticos usados atualmente."

"Assim como algumas de nossas bactérias das cavernas produzem muitos antibióticos, algumas eram resistentes a muitos também - só uma delas era resistente a 14 (tipos)."

Mas Barton diz que, nas amostras coletadas, foi possível identificar um mecanismo de resistência antibiótica que não havia sido visto antes.

"A resistência aos antibióticos está programada nas bactérias - sem mudar nosso comportamento em relação à prescrição e ao mal uso de antibióticos, nunca vamos derrotá-las."

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Fertilizante verde


Produto feito à base de bactérias naturais da cana-de-açúcar promove maior crescimento da lavoura e reduz uso de fertilizantes químicos, o que gera benefícios para os agricultores e o meio ambiente.
Por: Camille Dornelles
Publicado em 04/11/2013 | Atualizado em 04/11/2013
Fertilizante verde
Biofertilizante produzido a partir de bactérias presentes na cana-de-açúcar promete melhorar a produção brasileira dessas plantações, hoje a maior do mundo. (foto: Secretaria de Agricultura e Abastecimento de São Paulo/ Flickr – CC BY 2.0)
O Brasil se consagra como o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, com 426 milhões de toneladas por ano, e é responsável por mais da metade do açúcar refinado comercializado no mundo, segundo o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Para atingir o patamar de produção esperado, a cana-de-açúcar necessita de doses crescentes de fertilizante nitrogenado.
Pensando em melhorar os resultados dessas plantações, a agrônoma Verônica Reis, do Centro Nacional de Pesquisa de Agrobiologia da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Agrobiologia), desenvolveu um biofertilizante a partir das bactérias que fazem a captação de nitrogênio do ar e o transferem para a planta. O uso do produto pode minimizar o emprego de fertilizantes nitrogenados.
A novidade do produto está na mistura de cinco bactérias de espécies diferentes, todas obtidas a partir da própria planta. “No Brasil, já se usam bactérias fixadoras de nitrogênio com essa finalidade, mas de maneira isolada”, afirma Reis. “Foi a partir de estudos com as combinações dos microrganismos que verificamos a eficiência de unir cinco estirpes diferentes”, revela.
Estudos mostraram um aumento médio geral de 14% na produção das lavouras que levaram uma dose do biofertilizante
Os pesquisadores testam diferentes bactérias fixadoras de nitrogênio desde a década de 1990. A combinação deGluconacetobacter diazotrophicus,Herbaspirillum seropedicaeHerbaspirillum rubrisubalbicansAzospirillum amazonense eBurkholderia tropica foi a que se mostrou mais eficaz.
Reis explica que o processo de produção do biofertilizante é bastante simples: “as bactérias são isoladas da própria cana e multiplicadas em meios de cultivo em laboratório”. Para a aplicação, as cinco espécies são misturadas em água. A inoculação do produto deve ser feita no plantio da cana e após cada corte.
Segundo a agrônoma, estudos mostraram um aumento médio geral de 14% na produção das lavouras que levaram uma dose do fertilizante em comparação com plantações que não receberam o produto. “As plantas germinam mais rápido, acumulam biomassa mais cedo e suas raízes são estimuladas a crescer mais depressa”, garante.
Cana-de-açúcar com e sem biofertilizante
O uso do novo biofertilizante promove maior crescimento da raiz, das folhas e do caule da cana-de-açúcar em comparação com a aplicação de nitrogênio ao solo. (fotos: Willian Pereira e Renan Pedula Oliveira)
Os resultados prometem aos agricultores uma economia anual de 30 quilos de nitrogênio (normalmente usado nas lavouras para acelerar o processo de crescimento) e 50 mil toneladas de fertilizantes químicos (que podem ser danosos ao meio ambiente).
Mas ainda não há previsão para a comercialização do novo fertilizante. Para chegar ao mercado, o produto ainda precisa passar por testes industriais e ser aprovado pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. “Os testes demoram, mas são necessários para se obter um produto que realmente faça a diferença”, conclui.

Camille Dornelles
Ciência Hoje On-line

Bactérias magnéticas

© KAREN TAVARES SILVA

Bactérias magnéticas (há dois exemplares na imagem) criam ímãs com formato de prisma e enfileirados, algo incomum na magnetita
As bactérias magnéticas são seres unicelulares ou pluricelulares que usam o campo magnético da Terra para se orientar. Isso porque elas produzem e mantêm dentro de si cristais nanométricos chamados magnetossomos 
que funcionam como ímãs comuns, do mineral magnetita. Elas se movimentam 
usando flagelos – estruturas que funcionam como nadadeiras – e, geralmente, nadam na direção do fundo do local onde vivem. Essas bactérias não crescem em ambientes com muito oxigênio e consomem carbono e nitrogênio.
Apesar de pouco conhecidas, são encontradas em ambientes aquáticos do mundo todo, como, por exemplo, Cananeia (litoral de São Paulo), lagoa Rodrigo de Freitas (Rio de Janeiro), mar Mediterrâneo e também na China. Elas preferem águas calmas, encontradas em baías, lagos ou lagoas.
Até hoje não há indícios de que causem danos à saúde. Esses microrganismos têm despertado interesse de pesquisadores, principalmente da área da computação e da biomedicina. Há tentativas de aplicá-los na criação de superfície magnética para computadores ou em meios de contraste usados em exames médicos. Essas propriedades, porém, ainda não são exploradas comercialmente. Outra curiosidade, com interesse para a indústria, é que esse ímã é permanente, ou seja, não se desmagnetiza.
No genoma das bactérias existe a informação para a produção de proteínas que interferem na sintetização dos magnetossomos.
Ulysses Lins, da Universidade Federal do Rio de Janeiro(UFRJ)

Biotecnologia

Bactérias magnéticas podem ajudar a fabricar 'biocomputadores', dizem cientistas

Atualizado em  8 de maio, 2012 - 13:15 (Brasília) 16:15 GMT
Foto: Universidade de Leeds
Imãs produzidos por micro-organismos podem ser usados em discos rígidos
Bactérias magnéticas poderiam ser usadas na fabricação de computadores biológicos no futuro, segundo pesquisadores britânicos e japoneses.
Cientistas da University of Leeds, na Grã-Bretanha, e da Universidade de Agricultura e Tecnologia de Tóquio, no Japão, estão fazendo experimentos com micróbios que se alimentam de ferro.
Uma vez ingerido pelos micróbios, o ferro é transformado em pequenos ímãs, semelhantes aos que são encontrados em discos rígidos de computadores.
De acordo com os pesquisadores, a pesquisa, que foi divulgada na publicação científica Small, pode permitir a fabricação de discos rígidos muito mais rápidos.

Desafio em escala nano

As bactérias Magnetospirilllum magneticum, utilizadas na pesquisa, são micro-organismos naturalmente magnéticos, que costumam viver em ambientes aquáticos em regiões abaixo da superfície, onde o oxigênio é escasso.
Eles nadam para cima e para baixo, seguindo as linhas dos campos magnéticos da Terra e se alinhando aos campos magnéticos como as agulhas de uma bússola, em busca de suas concentrações preferidas de oxigênio.
Quando a bactéria ingere ferro, proteínas dentro de seu corpo interagem com o metal para produzir pequenos cristais do mineral magnetita, o mais magnético existente na Terra.
Após estudar a forma como estes micróbios coletam, formam e posicionam esses nanoímãs dentro de si próprios, os pesquisadores aplicaram o mesmo método fora da bactéria, "cultivando" ímãs que, eles esperam, poderiam ser usados no futuro para construir circuitos de discos rígidos.
"Estamos rapidamente chegando aos limites da manufatura eletrônica tradicional à medida que componentes ficam menores", disse a coordenadora da pesquisa, Sarah Staniland, da Universidade de Leeds.
"As máquinas que usamos tradicionalmente para construí-los são desajeitadas quando se trata de escalas tão pequenas. A natureza nos oferece a ferramenta perfeita para (resolver) esse problema", diz.

Fios Biológicos

Além de usar micro-organismos para produzir ímãs, os pesquisadores também conseguiram criar pequenos fios elétricos feitos de organismos vivos.
Eles criaram nanotubos feitos com membranas de células artificiais, cultivadas em um ambiente controlado, com a ajuda de uma proteína presente nas moléculas de gordura humanas.
A membrana é a "parede" biológica que separa o interior da célula do ambiente exterior.
Esses tubos poderiam, no futuro, ser usados como fios microscópicos produzidos por meio de engenharia genética, capazes de transferir informações - da mesma forma como as células fazem nos nossos corpos - dentro de um computador, explicou à BBC o cientista Masayoshi Tanaka, da Universidade de Agricultura e Tecnologia de Tóquio.
"Esses fios biológicos podem ter resistência elétrica e transferir informação de um grupo de células dentro de um biocomputador para todas as outras células."
"Além de computadores, os fios poderiam até ser usados no futuro em cirurgias humanas porque, em teoria, são altamente biocompatíveis", afirmou o pesquisador.