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sexta-feira, 3 de setembro de 2021

NBR ISO 19343 de 08/2021 - Microbiologia da cadeia produtiva de alimentos - Detecção e quantificação de histamina em peixes e produtos da pesca - Método HPLC

A NBR ISO 19343 de 08/2021 - Microbiologia da cadeia produtiva de alimentos - Detecção e quantificação de histamina em peixes e produtos da pesca - Método HPLC especifica um método de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) para analisar a histamina em peixes e produtos da pesca (molhos de peixe, peixe maturado por enzimas em salmoura etc.) destinados ao consumo humano.

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Como deve ser feita a quantificação de histamina?

Qual é o limite de reprodutibilidade dos ensaios?

Quais as recomendações para separação por HPLC?

Quais foram os resultados do estudo interlaboratorial?

A histamina é um agente causador de envenenamento escombroide ou envenenamento por histamina de peixes. A histamina pode estar presente principalmente em Scombridae (atum, cavala) e Clupeidae (arenque, sardinha), espécies que contêm um alto nível de histidina livre. A histamina é formada pela descarboxilação da histidina pela histidina descarboxilase microbiana.

A histamina [2-(1H-imidazol-5-il) etanamina] é definida como uma molécula de nitrogênio básico de baixo peso molecular biologicamente ativa. O consumo de alimentos contendo concentração significativa de histamina pode causar sintomas semelhantes aos associados às alergias alimentares.

Este documento foi desenvolvido em resposta à necessidade de padronizar um método para a detecção e quantificação de histamina em peixes e produtos da pesca, em particular para o Regulamento Europeu 2073/2005 sobre critérios microbiológicos para alimentos. Este método permite a separação da histamina entre as aminas biogênicas em peixes e produtos da pesca. A amostra é extraída por mistura com ácido perclórico.

A derivatização da pré-coluna é realizada usando cloreto de dansil. As aminas biogênicas e os componentes da solução são separados por HPLC com coluna apropriada, usando detecção de UV. A concentração de massa de histamina é calculada a partir da razão da área do pico de histamina e do padrão interno com uma curva de calibração.

Usar apenas reagentes de grau analítico reconhecido e água em conformidade com o grau 1 da ISO 3696, a menos que especificado de outra forma. Os solventes devem ser de qualidade para análise por HPLC, a menos que especificado de outra forma.

Acetona, CH3COCH3, acetonitrila, CH3CN, tolueno, C7H8, água, grau HPLC, água, destilada ou equivalente, nitrogênio, gás, ácido perclórico, c(HClO4) = 0,2 mol/L (recomendado). Diluir 19,5 mL de HClO4 65% ou 17,2 mL de HClO4 70% em 1.000 mL de água (5.5). A solução permanece estável por seis meses se armazenada à temperatura ambiente (15 °C a 25 °C).

Para a solução de carbonato de sódio saturada, Na2CO3, dissolver 110g de carbonato de sódio em cerca de 150 mL de água (5.5). A solução está em excesso e permanece estável por três meses se armazenada a 5 °C ± 3 °C. Para a solução de cloreto de dansila, ρ(C12H12ClNO2S) = 7,5 mg/mL, dissolver 0,375 g de cloreto de dansila em 50 mL de acetona (5.1). A solução permanece estável por três semanas se armazenada no escuro a uma temperatura inferior a < −18 °C.

Para a solução de L-prolina, ρ(C5H9NO2) = 100 mg/mL, dissolver 1 g de L-prolina em 10 mL de água (5.5). A solução permanece estável por três semanas se armazenada a 5 °C ± 3 °C. Para a solução-estoque de histamina, ρ(C5H9N3) = 12,5 mg/mL, dissolver 1,034 g de dicloridrato de histamina em 50 mL de água (5.5). A solução permanece estável por um ano se armazenada a < −18 °C.

Para o padrão interno (PI) de solução-estoque de 1,7-diaminoheptano, ρ(C7H18N2) = 6,4 mg/mL, é recomendado dissolver 0,320 g de 1,7-diaminoheptano em 50 mL de água (5.5). A solução permanece estável por três semanas se armazenada a 5 °C ± 3 °C.

Utilizar um moedor, por exemplo, mixer, liquidificador, balanças (precisões de 0,1 g e 0,001 g), triturador (homogeneizador), com hastes metálicas, centrífuga, refrigerada, capaz de uma força centrífuga de 8 000g. tubos de centrífuga (plástico), com tampas de vedação, pipetas, com intervalos de 20 μL a 200 μL e 100 μL a 1 000 μL, tubos (vidro resistente à temperatura), com tampas de vedação, agitador tipo vórtex, banho-maria, a 60 °C ± 1 °C, com tampa escura ou equivalente, refrigerador, com capacidade para temperaturas de 5 °C ± 3 °C, freezer, com capacidade para temperaturas < −18 °C. evaporador de nitrogênio, agulhas descartáveis de 20G 0,9 mm, filtros descartáveis de 0,2 μm [politetrafluoroetileno (PTFE)/polipropileno (PP)], seringas, descartáveis de 2 mL, sistema LC, com bomba, amostrador automático refrigerado, forno para coluna (25 °C ± 2 °C), detector de UV λ = 254 nm (UV).

Para a preparação da amostra, homogeneizar a amostra (carne de peixe) moendo na batedeira. Transferir uma alíquota de ensaio de 5 g ± 0,1 g de homogenato de peixe para um tubo de centrifugação (6.5). Adicionar 10 mL de ácido perclórico (5.7) e 100 μL de 1,7-diaminoheptano (5.12) a 5 g de peixe no tubo de centrifugação e misturar. Após homogeneização completa, centrifugar a 8.000 g por 5 min a 4 °C.

Transferir 100 μL do sobrenadante para um tubo, adicionar 300 μL de solução de carbonato de sódio e 400 μL de solução de cloreto de dansil (5.9). Agitar em agitador tipo vórtex (6.8) e incubar por 5 min no escuro a 60 °C. Resfriar o tubo em água fria da torneira e adicionar 100 μL de solução de L-prolina. Agitar em agitador tipo vórtex (6.8) e colocar o tubo no escuro por 15 min. O sobrenadante pode ser armazenado a < −18 ° C por uma semana.

Para a purificação, adicionar 500 μL de tolueno e agitar em agitador tipo vórtex. A manipulação pode ser interrompida nesta etapa, com armazenamento a < −18 °C por no máximo uma semana. Transferir o máximo possível da fase orgânica superior para um novo tubo e secar na capela de exaustão com um fluxo de nitrogênio. A fase orgânica tolueno contém a histamina derivatizada e não a fase “não orgânica” (aquosa).

A fase orgânica pode ser facilmente recuperada pelo congelamento da fase aquosa (< −18 °C por 30 min no mínimo). Além disso, o congelamento pode melhorar a qualidade da fase orgânica superior. Ressuspender o tubo seco com 200 μL de acetonitrila/água (fração de volume 60/40) e agitar em agitador tipo vórtex. Filtrar a solução em um frasco de vidro do amostrador automático e preencher o amostrador automático.

Os sistemas HPLC e UHPLC podem ser usados. Os parâmetros indicativos dependendo do instrumento e da coluna são dados no Anexo A. A sigla LC (liquid chromatography) pode ser utilizada também em português como CL (cromatografia líquida). E a sigla UHPLC (ultra high performance liquid chromatography) também pode ser utilizada como CLUE (cromatografia líquida de ultra eficiência).

Convém que as amostras-padrão sejam preparadas por suplementação de volumes de solução-estoque de histamina para homogeneizar as amostras preparadas de acordo com essa norma a partir de uma matriz livre de histamina. Adicionar os volumes conforme especificado na tabela abaixo para a amostra livre de histamina e prosseguir para a etapa de extração e, então, derivatização, purificação e LC. Para evitar o efeito matriz e as tendências (bias), preparar uma curva de calibração na mesma matriz (sem histamina) que a amostra analisada.

Clique na imagem acima para uma melhor visualização

Os resultados do estudo interlaboratorial para determinar a precisão do método estão resumidos no Anexo B. Os valores derivados do estudo interlaboratorial podem não ser aplicáveis a intervalos de concentração e tipos de alimentos diferentes dos indicados no Anexo B.

A diferença absoluta entre dois resultados de ensaios individuais independentes ou a razão do maior para o menor de dois resultados de ensaios na escala normal, obtida usando o mesmo método em material de ensaio idêntico, no mesmo laboratório, pelo mesmo operador, usando o mesmo equipamento, dentro do menor intervalo de tempo possível, irá em não mais de 5% dos casos exceder o limite de repetibilidade r. A diferença absoluta entre dois resultados de ensaios individuais obtidos usando o mesmo método em material de ensaio idêntico, em laboratórios diferentes, com operadores diferentes, usando equipamentos diferentes, irá em não mais de 5% dos casos exceder o limite de reprodutibilidade R.

FONTE: Equipe Target

ABNT ISO/TR6579-3 de 04/2021
Microbiologia da cadeia produtiva de alimentos - Método horizontal para a detecção, enumeração...
Nr. de Páginas: 36

ABNT ISO/TS19036 de 09/2014
Microbiologia de alimentos para consumo humano e animal - Diretrizes para a estimativa...
Nr. de Páginas: 26

ABNT ISO/TS6579-2 de 09/2019
Microbiologia de alimentos para consumo humano e animal - Método horizontal para detecção,...
Nr. de Páginas: 20

quinta-feira, 16 de agosto de 2018

Genômica populacional de adaptação bacteriana do hospedeiro

Nature Reviews Geneticsvolume 19, 549–565 (2018) | Download Citation

Abstract

Algumas bactérias podem ser transferidas para novas espécies hospedeiras, o que representa um risco para a saúde humana. De fato, estima-se que 60% de todos os patógenos humanos tenham se originado de outras espécies animais.

Da mesma forma, as transições de humanos para animais são reconhecidas como uma grande ameaça à produção animal sustentável, e os patógenos emergentes impõem uma carga crescente sobre o rendimento das culturas e a segurança alimentar global. Avanços recentes em tecnologias de sequenciamento de alto rendimento permitiram análises genômicas comparativas de populações bacterianas de múltiplos hospedeiros.

Tais estudos estão fornecendo novos insights sobre os processos evolutivos que sustentam o estabelecimento de bactérias em novos nichos hospedeiros. Uma melhor compreensão da base genética e mecanicista da adaptação bacteriana do hospedeiro pode revelar novos alvos para o controle da infecção ou informar o planejamento de abordagens para limitar o surgimento de novos patógenos.

References

1.
Holt, R. D. Bringing the Hutchinsonian niche into the 21st century: ecological and evolutionary perspectives. Proc. Natl Acad. Sci. USA 106 (Suppl. 2), 19659–19665 (2009).

- - PubMed
  - Google Scholar
2.
Davenport, E. R. et al. The human microbiome in evolution. BMC Biol. 15, 127 (2017).
3.
Hibbing, M. E., Fuqua, C., Parsek, M. R. & Peterson, S. B. Bacterial competition: surviving and thriving in the microbial jungle. Nat. Rev. Microbiol. 8, 15–25 (2010).
4.
Price, M. N. & Arkin, A. P. Weakly deleterious mutations and low rates of recombination limit the impact of natural selection on bacterial genomes. mBio 6, e01302–e01315 (2015).
5.
Vonaesch, P., Anderson, M. & Sansonetti, P. J. Pathogens, microbiome and the host: emergence of the ecological Koch’s postulates. FEMS Microbiol. Rev. 42, 273–292 (2018).
- - PubMed
  - Google Scholar
6.
McAdam, P. R., Richardson, E. J. & Fitzgerald, J. R. High-throughput sequencing for the study of bacterial pathogen biology. Curr. Opin. Microbiol. 19, 106–113 (2014).
7.
Toft, C. & Andersson, S. G. E. Evolutionary microbial genomics: insights into bacterial host adaptation. Nat. Rev. Genet. 11, 465–475 (2010).
- - PubMed
  - Google Scholar
8.
Guinane, C. M. et al. Evolutionary genomics of Staphylococcus aureus reveals insights into the origin and molecular basis of ruminant host adaptation. Genome Biol. Evol. 2, 454–466 (2010).
9.
Sheppard, S. K. et al. Niche segregation and genetic structure of Campylobacter jejuni populations from wild and agricultural host species. Mol. Ecol. 20, 3484–3490 (2011).
10.
Weinert, L. A. et al. Molecular dating of human-to-bovid host jumps by Staphylococcus aureus reveals an association with the spread of domestication. Biol. Lett. 8, 829–832 (2012).
11.
Schierup, M. H. & Wiuf, C. in Bacterial Population Genetics in Infectious Disease (eds Robinson, D., Falush D. & Feil, E. J.) (John Wiley & Sons, 2010).
12.
Kingman, J. F. C. The coalescent. Stochast. Processes Their Appl. 13, 235–248 (1982).
- - Google Scholar
13.
Hudson, R. R. Properties of a neutral allele model with intragenic recombination. Theor. Popul. Biol. 23, 183–201 (1983).
- - PubMed
  - Google Scholar
14.
Kern, A. D. & Hahn, M. W. The neutral theory in light of natural selection. Mol. Biol. Evol. 35, 1366–1371 (2018).
- - PubMed
  - Google Scholar
15.
Hayward, M. R., Petrovska, L., Jansen, V. A. A. & Woodward, M. J. Population structure and associated phenotypes of Salmonella enterica serovars Derby and Mbandaka overlap with host range. BMC Microbiol. 16, 15 (2016).
16.
Sheppard, S. K. et al. Host association of Campylobacter genotypes transcends geographic variation. Appl. Environ. Microbiol. 76, 5269–5277 (2010).
17.
Birky, C. W. & Walsh, J. B. Effects of linkage on rates of molecular evolution. Proc. Natl Acad. Sci. USA 85, 6414–6418 (1988).
- - PubMed
  - Google Scholar
18.
Smith, J. M. & Haigh, J. The hitch-hiking effect of a favourable gene. Genet. Res. 23, 23–35 (1974).
- - PubMed
  - Google Scholar
19.
Atwood, K. C., Schneider, L. K. & Ryan, F. J. Periodic selection in Escherichia coli. Proc. Natl Acad. Sci. USA 37, 146–155 (1951).
- - PubMed
  - Google Scholar
20.
Cohan, F. M. & Koeppel, A. F. The origins of ecological diversity in prokaryotes. Curr. Biol. 18, R1024–R1034 (2008). This paper provides a detailed description of the ecotype model in bacterial evolution.
- - PubMed
  - Google Scholar
21.
Cui, Y. et al. Epidemic clones, oceanic gene pools, and eco-ld in the free living marine pathogen Vibrio parahaemolyticus. Mol. Biol. Evol. 32, 1396–1410 (2015).

sexta-feira, 15 de junho de 2018

Um fungo assassino mutante está mantendo as cigarras vivas
Por Victoria DavisJun. 13, 2018, 14:40

As cigarras japonesas estão infestadas de um fungo comedor de insetos, mas o invasor está realmente mantendo-as vivas, relata The Atlantic.

Os insetos normalmente contam com uma bactéria chamada Hodgkinia no sangue, que lhes fornece vitaminas e nutrientes essenciais que faltam em sua dieta de seiva de plantas. Mas se a tendência de Hodgkinia se desintegrar e se dividir em espécies filhas, que não podem sobreviver sozinhas, elas correm o risco de se tornarem pequenas demais para funcionar ou desaparecerem todas juntas.
Felizmente, o fungo Ophiocordyceps, que também passou a residir em cigarras, desempenha as mesmas funções nutricionais, relatam pesquisadores nesta semana na revista Proceedings of National Academy of Sciences. Embora normalmente mate insetos, não é neste caso porque a versão que infecta as cigarras é mutante e mais fraca. Como resultado, o parasita tem o potencial de salvar as cigarras da extinção, dizem os cientistas.

sexta-feira, 3 de fevereiro de 2017

Enzima ajuda bactérias a se defenderem de oxidantes gerados pelo sistema imune

03 de fevereiro de 2017

Karina Toledo | Agência FAPESP – Uma pesquisa apoiada pela FAPESP e conduzida na Universidade de São Paulo (USP) em colaboração com outras instituições de pesquisa nacionais e internacionais, revelou novos aspectos relacionados ao mecanismo de ação da enzima Ohr (proteína de resistência a hidroperóxidos orgânicos, na sigla em inglês), que confere a diversas espécies de bactérias a capacidade de neutralizar substâncias oxidantes liberadas pelo sistema de defesa do organismo hospedeiro – seja ele planta ou animal.

Enzima ajuda bactérias a se defenderem de oxidantes gerados pelo sistema imune

Em pesquisa publicada na PNAS, pesquisadores do Cepid Redoxoma identificaram substratos biológicos da enzima bacteriana Ohr, um potencial alvo para o desenvolvimento de novos fármacos (Figura: Docking molecular de hidroperóxidos de cadeia longa no sítio ativo da Ohr/Thiago G. P. Alegria, et al.)

Os resultados foram divulgados recentemente na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Segundo os autores, o conhecimento pode possibilitar novas abordagens terapêuticas.

“Não há em plantas ou em animais nenhuma proteína conhecida com estrutura semelhante à da Ohr. Isso sugere que é possível inibir essa enzima na bactéria sem causar grandes prejuízos ao organismo infectado e, por isso, ela se torna um alvo interessante para o desenvolvimento de fármacos”, afirmou o professor do Instituto de Biociências (IB-USP) Luis Eduardo Soares Netto, coordenador do estudo.
O pesquisador ressaltou, no entanto, que ainda faltam dados que relacionem a presença da Ohr com a virulência dos patógenos.

Diversos experimentos foram feitos pela equipe de Netto para entender como a Ohr participa da defesa antioxidante de bactérias, muitas delas patogênicas. Parte da investigação foi conduzida durante o mestrado de Thiago Alegria, o doutorado de José Renato Cussiol e o pós-doutorado de Diogo Meireles – todos bolsistas da FAPESP. Os projetos estão vinculados ao Centro de Pesquisa em Processos Redox em Biomedicina (Redoxoma), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) apoiados pela Fundação.

“Quando começamos a pesquisa, já sabíamos que a Ohr tinha função antioxidante, mas não eram conhecidos os substratos fisiológicos dessa enzima. Nós mostramos neste estudo que ela neutraliza preferencialmente peróxidos – particularmente os hidroperóxidos de ácidos graxos de cadeia longa – e o peroxinitrito”, contou Netto.

Para chegar a essa conclusão, os pesquisadores fizeram inicialmente os chamados testes de ancoragem molecular (docking). Por simulação computacional foi possível ver o encaixe dos possíveis substratos ao sítio ativo da enzima. Essas análises mostraram grande complementariedade estrutural entre a Ohr e diferentes tipos de hidroperóxidos de ácidos graxos, como os derivados do ácido araquidônico e do ácido linoleico, substâncias que atuam como mediadores de processos inflamatórios em mamíferos e em plantas, respectivamente.

Para validar esse primeiro achado, foram feitos ensaios bioquímicos in vitro com a proteína Ohr produzida pela Xylella fastidiosa – bactéria causadora da doença clorose variegada dos citros (CVC) ou “amarelinho”, que ataca os citros. Conforme explicou Netto, o trabalho é um desdobramento do projeto realizado nos anos 1990, com apoio da FAPESP, para sequenciar o genoma da X. fastidiosa.
Nos testes in vitro, os cientistas incubaram a Ohr purificada com diversos tipos de hidroperóxidos. O objetivo foi medir o tempo necessário para a enzima transformar cada um desses oxidantes em substâncias menos tóxicas.

“Observamos, por exemplo, que ela consegue neutralizar o peróxido de hidrogênio [água oxigenada], mas o processo é 100 mil vezes mais lento do que no caso do hidroperóxido de ácido araquidônico”, contou Netto.

Segundo o pesquisador, a reação química ocorreu na escala de milissegundos quando a enzima foi incubada com os hidroperóxidos de ácidos graxos. Já com outros tipos de hidroperóxidos o processo ocorreu na escala de minutos.

Uma surpresa para o grupo nessa etapa foi observar que, em contato com o peroxinitrito, a enzima agia com a mesma eficiência observada com os hidroperóxidos de ácido araquidônico e o ácido linoleico – algo não previsto nas simulações computacionais.
“O peroxinitrito é um produto formado por dois outros radicais: o superóxido e o óxido nítrico. É liberado tanto por plantas quanto mamíferos em resposta à infecção por patógenos”, explicou o pesquisador.

Inibição do crescimento

O passo seguinte foi a realização de ensaios microbiológicos e, para isso, o grupo do IB-USP usou linhagens de bactérias da espécie Pseudomonas aeruginosa, que em humanos costuma causar infecções oportunistas, por exemplo, no sistema respiratório.

“Comparamos um grupo de bactérias mutantes, que tiveram o gene da Ohr deletado, com bactérias selvagens [capazes de produzir a enzima]. Os dois grupos foram colocados em diferentes concentrações de hidroperóxidos para testar sua resistência”, contou Netto.

Enquanto as bactérias selvagens conseguiam crescer mesmo em altas concentrações de hidroperóxidos, as linhagens mutantes paravam de se multiplicar mesmo nas doses mais baixas. Porém, quando o gene da Ohr foi inserido novamente na linhagem mutante, essas bactérias voltaram a mostrar resistência aos oxidantes em nível comparável ao das células selvagens.
Conforme explicou Netto, ao longo do processo evolutivo, as bactérias desenvolveram um grande repertório de proteínas antioxidantes para lidar com as defesas dos organismos hospedeiros – entre elas destacam-se as enzimas peroxirredoxinas e catalases.

Os testes feitos na USP mostraram que outras bactérias mutantes, com a deleção dessas outras enzimas antioxidantes, não apresentaram a mesma sensibilidade aos hidroperóxidos de ácidos graxos e ao peroxinitrito que a observada na linhagem mutante sem Ohr. Na avaliação de Netto, esse dado sugere que a Ohr tem papel central na defesa antioxidante bacteriana.

Peroxirredoxina

Em outro trabalho, publicado na revista Scientific Reports, o grupo de Netto em colaboração com o grupo do professor Marcos Antonio de Oliveira, da Universidade Estadual Paulista (Unesp), Campus Experimental do Litoral Paulista, estudou outra enzima antioxidante: a peroxirredoxina.
Essas proteínas são capazes de neutralizar muito rapidamente o peróxido de hidrogênio. Por serem muito abundantes e reativas, disse Netto, são consideradas os sensores celulares de peróxido de hidrogênio.

“Nos últimos anos, o peróxido de hidrogênio tem deixado de ser visto apenas como um vilão, que serve para oxidar proteínas, DNA e causar dano celular. Estudos recentes têm mostrado que ele também atua como agente sinalizador e, para isso, precisa haver interação com peroxirredoxinas”, contou o pesquisador.

Como explicou Netto, alguns tipos de câncer e de doenças neurodegenerativas podem estar ligados a falhas nessa sinalização mediada pelo peróxido de hidrogênio. “As peroxirredoxinas, ao modular o nível de peróxido nas células, atuam indiretamente na manutenção da homeostase celular redox, cuja desregulação está envolvida em diversas doenças de caráter genético ou infeccioso”, explicou.
Esse estudo fez parte da tese de doutorado de Carlos Abrunhosa Tairum Junior, na Unesp, com apoio da FAPESP.

No trabalho publicado na Scientific Reports, os pesquisadores mostraram o papel catalítico-estrutural de aminoácidos Treonina/Serina, que são completamente conservados em todas as peroxirredoxinas. “Esses aminoácidos modulam grandes alterações estruturais em peroxirredoxinas, com repercussões na atividade catalítica”, disse Netto.

O artigo “Catalytic Thr or Ser Residue Modulates Structural Switches in 2-Cys Peroxiredoxin by Distinct Mechanisms” pode ser lido em: http://www.nature.com/articles/srep33133.

Já o artigo “Ohr plays a central role in bacterial responses against fatty acid hydroperoxides and peroxynitrite” pode ser acessado pelo endereço: http://www.pnas.org/content/114/2/E132.

terça-feira, 17 de março de 2015

Gigantes invisíveis...vírus?

A descoberta dos chamados vírus gigantes, há pouco mais de 10 anos, está impondo a revisão de conceitos bem estabelecidos na virologia. Artigo de capa da CH trata das mudanças no conhecimento sobre esses micro-organismos e da contribuição brasileira para essa revolução.

Por: Fernando Bueno Ferreira Fonseca de Fraga

Publicado em 16/03/2015 | Atualizado em 16/03/2015

Acreditava-se que os vírus eram, em sua maioria, cerca de 100 vezes menores que as bactérias. Hoje se sabe que alguns são maiores que muitas delas e que seu material genético é mais extenso e complexo do que se imaginava. (ilustração: Luiz Baltar)

O mundo dos micro-organismos, como bactérias e fungos, é tão imperceptível aos nossos olhos que em geral esquecemos que eles existem. Às vezes, no entanto, temos que lidar com os problemas que o contato com alguns deles pode nos trazer. É o caso das manchas na pele e coceiras trazidas por uma micose, da disenteria que aparece repentinamente ou de infecções mais sérias em diversos órgãos. Com os vírus não é diferente: o primeiro assunto que surge quando se fala neles são as doenças que causam, como gripe, sarampo, dengue e muitas outras.

Ao contrário do que muitos pensam, porém, a maioria dos vírus (e também das bactérias e dos fungos) não traz problemas de saúde para os seres humanos. No caso dos vírus, eles estão presentes nos mais diversos lugares do planeta, exercendo importantes papéis ecológicos. Esses pequenos parasitas são estudados há mais de um século, mas na última década os cientistas têm descoberto novidades que trouxeram extraordinárias mudanças para a microbiologia.

Os vírus, de modo geral, apresentam estruturas bastante simples, sendo compostos pelo material que carrega informação genética (DNA ou RNA) envolto em uma estrutura formada por proteínas. Isso os diferencia de outros organismos (denominados celulares), formados por células únicas (como as bactérias) ou pelo agrupamento de células (como plantas e animais).

Esses vírus também são microscópicos, mas são chamados de ‘gigantes’ porque sua estrutura pode ser até 75 vezes maior, em diâmetro, do que alguns dos vírus já descritos.

Eles sempre foram descritos como agentes infecciosos muito pequenos, que seriam menores que qualquer organismo celular. Para se ter uma ideia, para visualizar os vírus os cientistas geralmente usam microscópios com tecnologia avançada – os microscópios eletrônicos, que usam feixes de elétrons e campos magnéticos para produzir ampliações das amostras muito superiores às obtidas em microscópios ópticos. Já as bactérias e os fungos são facilmente visualizados em microscópios mais simples, que utilizam luz e lentes tradicionais.
Essa história, porém, está mudando. Desde que o primeiro vírus gigante foi descoberto, por um grupo de biólogos da Universidade Aix-Marseille (França), liderado por Bernard La Scola, e descrito na revista científica Science em 2003, muito do que se sabia sobre esses agentes microscópicos está sendo reavaliado. Vale dizer que esses vírus também são microscópicos, mas são chamados de ‘gigantes’ porque sua estrutura pode ser até 75 vezes maior, em diâmetro, do que alguns dos vírus já descritos (como os do resfriado ou da poliomielite).

Foi esse tamanho exagerado que, em 1992, espantou o microbiologista inglês Timothy Rowbotham e seus colegas ao estudar amostras obtidas de uma torre de resfriamento de um hospital de Bradford, na Inglaterra. Eles encontraram amebas e perceberam que, dentro delas, havia outro ‘organismo’. Diante do grande tamanho do agente, visível em um microscópio tradicional, e do fato de ter reagido a métodos de coloração de amostras apropriados para bactérias, eles o confundiram com um micro-organismo desse tipo, e o chamaram de Bradfordcoccus.

: Microfotografias dos três tipos conhecidos de vírus gigantes: ‘Mimivirus’ (A), ‘Pandoravirus’ (B) e ‘Pithovirus’ (C). (fotos: Wikimedia Commons)

Alguns anos depois, a suposta bactéria atraiu o interesse dos pesquisadores franceses, mas estes, ao tentar sua reprodução, com técnicas rotineiras em bacteriologia, não tiveram sucesso. Intrigados, investigaram outras características do Bradfordcoccus e notaram que, além de apresentar o aspecto estrutural de um vírus, ele dependia das células de um hospedeiro para se multiplicar. Assim, quase por acaso, foi identificado o primeiro vírus gigante, chamado de Mimivirus. Logo de início, essa descoberta derrubou a noção de que os vírus – por causa do tamanho diminuto – não poderiam ser vistos com um microscópio óptico.
Outro conceito repensado a partir da descoberta dos vírus gigantes é o de que esse tipo de ente biológico sempre poderia ser separado dos micro-organismos (como as bactérias) pela aplicação de técnicas de filtragem, já que eram considerados muito menores. Diversos aspectos do uso de técnicas de filtragem em virologia vêm sendo discutidos há bastante tempo, mas para entendermos a importância dessas técnicas no desenvolvimento desse campo científico é preciso voltar mais de 100 anos na história, à época da descoberta do primeiro vírus.

Você leu apenas o início do artigo publicado na CH 323. Clique aqui para acessar uma versão parcial da revista e ler o texto completo.

Fernando Bueno Ferreira Fonseca de Fraga
Faculdade de Agronomia
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina (IFSC)

sábado, 10 de janeiro de 2015

Ação implacável

Pesquisadores descobrem no solo antibiótico natural capaz de matar bactérias resistentes causadoras de doenças graves, como infecções hospitalares e tuberculose.

Por: Sofia Moutinho

Publicado em 09/01/2015 | Atualizado em 09/01/2015

O novo antibiótico se mostrou eficaz contra várias bactérias nocivas à saúde humana e resistentes a outras substâncias, como a 'C. dificile', que provoca diarreias. (foto: Centers for Disease Control and Prevention's Public Health Image Library)

Quase 90 anos depois da descoberta ao acaso da penicilina – primeiro antibiótico a ser usado com sucesso – cientistas anunciam a identificação de um novo antibiótico natural capaz de combater uma série de bactérias causadoras de doenças e resistentes às substâncias disponíveis até então.

O novo antibiótico, batizado de teixobactina, vem do solo, mais especificamente de compostos presentes em bactérias que produzem substâncias protetoras, que matam as bactérias competidoras de seu entorno. A maioria dos antibióticos em uso atualmente foi descoberta desse modo – ao se analisar os microrganismos do solo – mas os bons resultados da técnica pareciam ter ser esgotado desde a década de 1960.

Um dos grandes obstáculos de conseguir isolar antibióticos naturais produzidos por microrganismos do solo é a dificuldade de reproduzir o seu ambiente em laboratório. Estima-se que 99% das bactérias existentes no planeta não sobrevivam em culturas de laboratório.

Na própria terra de origem

Contrariando as expectativas, o grupo de pesquisadores responsável pela identificação da teixobactina, da Universidade Northeastern, em Boston (EUA), desenvolveu um método capaz de recriar as condições ambientais das bactérias de modo que elas se sentissem à vontade em laboratório para produzir suas toxinas.

Em testes com camundongos, o composto se mostrou eficiente tanto contra infecções comuns e de baixa gravidade quanto contra bacilos de alta gravidade e resistentes a medicamentos.

Eles cultivaram as bactérias sobre um microchip coberto com duas camadas semipermeáveis e enterrado em amostras do próprio solo em que esses microrganismos originalmente vivem.

Em testes com camundongos, o composto se mostrou eficiente tanto contra infecções comuns e de baixa gravidade, causadas por bactérias como a Clostridium difficile, que provoca diarreia, quanto contra bacilos de alta gravidade e resistentes a medicamentos, como o Mycobacterium tuberculosis, da tuberculose e contra formas mutantes de bactérias associadas a infecções hospitalares, como o Staphylococcus aureus.

Nova eras

Desde 1987 não eram descobertas novas classes de antibióticos. Para Kim Lewis, líder da pesquisa publicada esta semana na Nature, o trabalho mostra que existem estratégias alternativas para obter compostos eficazes contra bactérias resistentes.

“Fora os benefícios da aplicação imediata da teixobactina, creio que essa pesquisa traz uma mudança de paradigma”, disse em comunicado à imprensa. “Temos dado muito foco a compostos sintéticos e trabalhado na crença de que a resistência a antibióticos é inevitável, mas ainda podemos encontrar compostos aos quais as bactérias não são resistentes.”

Os pesquisadores ainda não sabem dizer se as bactérias podem se tornar resistentes também ao novo antibiótico, mas acreditam que, caso isso ocorra, provavelmente demorará algumas décadas

A resistência a antibióticos é um traço evolutivo das bactérias, adquirido com o tempo de exposição. Os pesquisadores ainda não sabem dizer se as bactérias podem se tornar resistentes também ao novo antibiótico, mas acreditam que, caso isso ocorra, provavelmente demorará algumas décadas.
A Organização Mundial de Saúde (OMS) considera a resistência de bactérias a antibióticos uma séria ameaça. Recentemente, o problema tem chamado a atenção depois de casos recorrentes de infecção por microrganismos resistentes em hospitais. Segundo a Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), no Brasil, a taxa de infecção hospitalar é de 15%, mais alta do que em países da Europa e nos Estados Unidos, onde o mesmo índice é de 10%.

Sofia Moutinho
Ciência Hoje On-line

quinta-feira, 16 de fevereiro de 2012

Descoberta de lago na Antártida pode ajudar a encontrar vida extraterrestre

Lago pode ter a água mais pura do planeta. (Foto: AFP)Moscou, 15 fev (EFE) - A descoberta do lago Vostok, localizado na Antártida e que fica a quatro mil metros sob o gelo, é o primeiro passo para encontrar vida em outros planetas, como Marte, onde as condições são parecidas com as do continente gelado, disse à Agência Efe o chefe da expedição antártica russa.

"Na estação russa de Vostok, a temperatura chega a 89,2 graus negativos, e em Marte é de 90 graus abaixo de zero", afirmou Valery Lukin, subdiretor do Instituto de Pesquisas Árticas e Antárticas (IIAA).
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O cientista russo destacou que "os equipamentos usados para perfurar o gelo que cobria o lago e desenhados com esse único fim pelo Instituto de Engenharia de Minas de São Petersburgo foram um sucesso, por isso essa tecnologia poderia ser utilizada agora para explorar outros planetas".

"O lago da vida", como foi batizado pela comunidade científica, e que tem cerca de 300 quilômetros de comprimento, 50 quilômetros de largura e quase mil metros de profundidade em algumas regiões, pode ter a água mais pura do planeta, espécies desconhecidas ou muito antigas".

"Provavelmente é a água mais antiga e pura do planeta. Não temos provas concretas, mas sim informações de que a superfície é estéril, apesar de esperarmos encontrar formas de vida como termófilos e extremófilos (microorganismos que vivem em condições extremas) no fundo do lago", comentou.
Lukin revelou que a expedição russa, cujas perfurações demoraram mais de 20 anos para alcançar a superfície do lago, encontraram "rastros do DNA de termófilos" a 3,6 quilômetros de profundidade, por isso é provável que haja vida nessa massa de água líquida formada há 40 milhões de anos.
"Se não encontrarmos nada, isso também seria uma descoberta. Mas se acharmos algum organismo, poderemos estudar a evolução de espécies que não tiveram nenhum contato durante milhares de anos com a atmosfera terrestre", disse.
O cientista também está convencido de que o Vostok será um "polígono promissor" para estudar as zonas polares de Marte e o satélite de Júpiter, o Europa, que abriga uma camada de gelo e, possivelmente, água.
"E se houver água, significa que também pode haver vida", disse, citado pelas agências russas.
De acordo com Lukin, os resultados da investigação no lago serão fundamentais também para o estudo da mudança climática na Terra durante os próximos séculos, pois o Vostok foi e continua sendo uma espécie de termostato isolado do resto da atmosfera e da superfície da biosfera.
Vários expedicionários russos vão hibernar na estação, mas ninguém tocará o lago até dezembro, quando a expedição será retomada.

"Se tudo correr bem, traremos amostras de água congelada à Rússia em maio de 2012. Aí saberemos se o Vostok é o lar de novos microorganismos, bactérias ou nada", disse.
O chefe da expedição antártica reconhece que alguns cientistas ocidentais se mostraram "céticos" com a descoberta e com o risco de que os russos infectem o lago, saturado de oxigênio com níveis de concentração 50 vezes superiores aos da água doce.
"Há muita disputa. Muitos países queriam ser os primeiros. Usamos equipamentos especiais de perfuração para não danificar o ecossistema do Vostok e respeitamos todos os protocolos internacionais da Antártida", garantiu Lukin.
Para a demonstração, o IIAA informou em seu relatório que 40 litros de água do lago foram bombeados à superfície, porém congelaram no caminho.
Os russos desenharam uma máquina dragadora térmica que utiliza fluido de silicone não contaminante depois que a secretaria do Sistema do Tratado Antártico pôs impedimentos à expedição russa por temer a contaminação do lago com o querosene usado pela perfuradora.
"Nem tudo se faz com dinheiro. Sem conhecimento, entusiasmo e capacidade, é impossível. Tenho certeza de que nem a revista britânica 'Nature' nem a americana 'Science' publicarão nossas conquistas, mas isso não importa", declarou.

Lukin garante que a Rússia é, pela primeira vez, líder mundial em algum campo científico desde que Yuri Gagarin se tornou o primeiro astronauta da história, em abril de 1961.
"É preciso reconhecer que a casualidade jogou a nosso favor. Os soviéticos não sabiam quando abriram a estação em 1957, e que justo debaixo dela havia um lago", confessa.

De qualquer forma, não faltaram elogios aos cientistas russos, que chegaram ao lago às 18h25 (de Brasília) do dia 5 de fevereiro, em particular por parte do primeiro-ministro russo, Vladimir Putin - que foi presenteado com uma amostra de água do Vostok em um frasco de vidro hermeticamente fechado -, e do departamento de Estado americano.

O Vostok tem uma superfície de 15,6 quilômetros quadrados, parecida com a do Baikal, a maior reserva de água doce do mundo, e é o maior lago subterrâneo entre os mais de 100 que se encontram sob o continente.

quinta-feira, 5 de janeiro de 2012

Cientistas exploram conexões entre astronomia e biologia

04/01/2012

Por Fábio de Castro
Agência FAPESP – Os mais de 160 pesquisadores, docentes e estudantes que participaram da São Paulo Advanced School of Astrobiology – Making Connections (SPASA 2011), entre os dias 11 e 20 de dezembro de 2011, puderam debater os avanços mais recentes da astrobiologia, uma nova área que busca respostas para algumas das mais complexas questões científicas da atualidade.
Interface entre a astronomia e a biologia, a astrobiologia é uma área essencialmente multidisciplinar que aborda questões como a formação e detecção de moléculas pré-bióticas em planetas e no meio interestelar, a influência de eventos astrofísicos no surgimento e na manutenção da vida na Terra e a análise das condições de viabilidade da vida em outros planetas ou satélites – em especial a vida microbiana.

Escola São Paulo de Ciência Avançada reuniu 160 cientistas e estudantes do Brasil e do exterior para debater os mais recentes avanços do conhecimento no campo emergente da astrobiologia

O evento, realizado na capital paulista no âmbito da Escola São Paulo de Ciência Avançada (ESPCA) – modalidade de apoio da FAPESP –, foi organizado pelo Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP), sob a coordenação do professor Jorge Horvath.
O comitê local responsável pelo evento foi coordenado pelos pesquisadores em astrobiologia Douglas Galante, Roberto Costa (IAG-USP) e Ramachrisna Teixeira (IAG-USP), do IAG-USP, Fabio Rodrigues, do Instituto de Química da USP, Rubens Duarte, do Instituto Oceanográfico da USP, Laura Paulucci, da Universidade Federal do ABC (UFABC) e Ivan Glaucio Paulino-Lima, da Nasa Ames.
De acordo com Galante, o evento contou com 33 palestrantes do Brasil, Estados Unidos, Reino Unido, Chile, Colômbia, México, Alemanha e Rússia. Entre os estudantes, participaram 130 astrônomos, biólogos, geólogos, químicos, físicos e engenheiros de 26 países diferentes, sendo 80 deles com financiamento completo da ESPCA, 20 com financiamento parcial e 30 como ouvintes.
“Foi um evento muito intenso e proveitoso, que entusiasmou tanto os alunos como os palestrantes. O objetivo central da escola era fornecer uma visão geral da astrobiologia e enfatizar a necessidade de estabelecer interconexões – entre as diversas áreas do conhecimento, mas também entre pessoas de diversas formações – para que se possa tratar de questões tão complexas como a origem da vida”, disse Galante à Agência FAPESP.

As palestras de abertura do evento foram apresentadas pelo brasileiro Marcelo Gleiser, do Dartmouth College (Estados Unidos), e por Steven Dick, professor aposentado de astrofísica do Museu Nacional de História Natural do Instituto Smithsonian (Estados Unidos), que atuou como historiador-chefe da Nasa, a agência espacial norte-americana.

“Gleiser falou sobre a ligação entre a astrobiologia e a cosmologia, ciência que estuda a origem e a evolução do Universo. Dick apresentou um panorama da perspectiva norte-americana do desenvolvimento da astrobiologia”, disse Galante.
Nos outros dias do evento, durante as manhãs, os diferentes conteúdos foram desenvolvidos em minicursos com perspectivas amplas sobre astronomia, geologia, química e biologia.
“Procuramos fazer com que os palestrantes mostrassem as interconexões entre essas áreas. Por exemplo, a formação dos planetas foi explicada a partir do ponto de vista da astronomia, depois foi mostrado como os planetas se desenvolveram na perspectiva da geologia e em seguida foi mostrado como se produziam as condições químicas para a origem da vida”, contou.

A ideia era que os estudantes percebessem que todos os temas tinham uma unidade e que a complexidade dos temas envolvidos com a origem da vida só pode ser abordada a partir das conexões entre diferentes disciplinas e entre pessoas das várias áreas.
“Durante as tardes, tivemos palestras sobre tópicos mais específicos – cada professor falou sobre aspectos mais pontuais de seus estudos. Assim, os alunos puderam aplicar, à tarde, em tópicos específicos, o conhecimento discutido a partir do panorama mais geral apresentado pela manhã”, explicou Galante.

Grupos focais de pesquisa

Além dos minicursos e palestras, os alunos participaram de outra atividade: os grupos focais de pesquisa. Os estudantes foram divididos em grupos interdisciplinares de oito ou nove pessoas, que deveriam apresentar, no fim da semana, um projeto de pesquisa completo. O resultado deveria ser apresentado em 10 minutos e os próprios alunos foram encarregados de eleger os melhores trabalhos.
“Cada grupo deveria desenvolver todo o projeto, desde a escolha do tema até a redação e a apresentação, incluindo a proposta de um cronograma de trabalho e uma previsão de custos”, disse Galante.
“A ideia é que os alunos de diversas áreas fizessem um exercício de integração multidisciplinar e ao mesmo tempo tivessem um treinamento em redação, apresentação e julgamento de um projeto de pesquisa – que é algo que eles deverão fazer durante toda a sua vida profissional”, disse.

Os três primeiros colocados no concurso terão seus projetos transformados em artigos científicos que serão publicados na revista Astrobiology. Os palestrantes, por sua vez, deverão transformar suas apresentações em artigos científicos que irão compor uma edição especial do International Journal of Astrobiology.
“Durante a escola também tivemos apresentações de pôsteres. Os alunos tiveram a oportunidade de ver seus trabalhos comentados e avaliados por alguns dos principais pesquisadores da área”, relatou Galante.
O evento contou também com uma visita ao Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em Campinas (SP). Segundo Galante, os palestrantes se impressionaram com as instalações do acelerador de partículas e vários participantes se interessaram por fazer ali seus pós-doutorados.

A programação contou ainda com uma palestra sobre o futuro do programa espacial brasileiro, apresentada por Thyrso Villela, pesquisador da Divisão de Astrofísica do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) e diretor de Satélites, Aplicações e Desenvolvimento da Agência Espacial Brasileira (AEB).
Os participantes fizeram também uma visita ao Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira (Petar), no sul do Estado de São Paulo, onde foram apresentadas palestras sobre a vida e a geologia das cavernas do local, segundo Galante. “A previsão é que façamos uma nova escola dentre de dois anos”, disse.
Mais informações: www.astro.iag.usp.br