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Bactérias teimosas: como os estafilococos se aninham no organismo

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Patógeno disseminado: como os estafilococos se ligam ao corpo

Pesquisadores alemães decifraram o mecanismo físico pelo qual um patógeno comum se liga à sua molécula alvo no corpo humano. As novas descobertas são cruciais para o controle de tais bactérias.

Leis da física

As bactérias desenvolveram estratégias sofisticadas para estabelecer e multiplicar em seus hospedeiros. Que papel as leis da física também desempenham é mostrado em um estudo que foi publicado na revista científica Science. Usando o exemplo de estafilococos, a equipe de pesquisa investigou a extraordinária persistência mecânica com a qual as bactérias se ligam às moléculas alvo de seu hospedeiro usando proteínas. Os cientistas conseguiram decifrar o mecanismo físico pelo qual o patógeno se liga à molécula alvo. Além disso, eles representam o processo em um nível de detalhe sem precedentes.

Os estafilococos são a causa de muitas doenças infecciosas

“Os estafilococos são a causa de muitas doenças infecciosas em humanos e animais. Eles podem levar a intoxicações alimentares e doenças infecciosas ”, explica o Instituto Federal de Avaliação de Riscos (BfR) em seu site.

"Eles costumam causar infecções purulentas em feridas e outras infecções purulentas em humanos". Por exemplo, as bactérias são frequentemente responsáveis ​​pela inflamação no nariz.

Os estafilococos também podem levar à chamada síndrome do choque tóxico.

Os profissionais de saúde estão particularmente preocupados com cepas multirresistentes, como Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), que geralmente são resistentes a antibióticos.

Informações que antes não eram possíveis

Como parte do presente estudo, Lukas Milles e o professor Hermann Gaub, da Faculdade de Física da Universidade Ludwig Maximilians (LMU) de Munique, em colaboração com pesquisadores da Universidade de Illinois (EUA), têm forças físicas entre uma proteína de adesão de um patógeno e sua molécula alvo humana. medido em uma única molécula in vitro usando microscopia de força atômica.

Além disso, eles calcularam a interação de todos os átomos envolvidos em um supercomputador particularmente poderoso, de acordo com uma mensagem.

"Essa mudança de paradigma abre idéias que antes não eram possíveis", diz Gaub. Por exemplo, simulações de dinâmica molecular paralela foram executadas no supercomputador Blue Waters, em Illinois, um dos computadores mais poderosos do mundo, com 900.000 processadores, para decodificar a interação complexa.

Os pesquisadores ficaram surpresos com a força com a qual o patógeno se liga à molécula alvo: “A força de ligação mecânica de um único complexo receptor-ligante atingiu uma força de mais de dois nanonewtons. Essa é uma estabilidade extraordinária comparável à força das ligações covalentes entre os átomos, as forças moleculares mais fortes com as quais estamos familiarizados ”, explica Gaub.

As bactérias usam um mecanismo incomum

O estudo mostra que a proteína adesiva da bactéria, graças à sua geometria, incorpora a molécula alvo em uma rede de ligação de hidrogênio que é dominada pelo esqueleto peptídico e não pelas cadeias laterais.

Sob a força de inúmeras pequenas interações locais, essas ligações se enrijecem em uma geometria de cisalhamento cooperativa, como é chamado o princípio físico subjacente.

"Essa geometria pode suportar forças extremas porque todas as ligações teriam que ser quebradas em paralelo para separar o alvo", diz Milles.

Uma analogia simplificada são duas tiras de velcro que são difíceis de separar quando puxadas de extremidades opostas.

"A bactéria usa um mecanismo incomum, mas é muito sofisticado e oferece vantagens decisivas", diz Gaub.

Como o mecanismo está focado no esqueleto peptídico, que é semelhante para cada proteína, é possível obter alta estabilidade para uma ampla gama de peptídeos alvo.

Como resultado, a força física extrema do sistema é amplamente independente da sequência e das propriedades bioquímicas do alvo.

Base para o desenvolvimento de novas terapias

"As bactérias patogênicas aderem às moléculas alvo de seus hospedeiros com persistência mecânica excepcional", explica Gaub.

"Compreender os mecanismos físicos subjacentes a essa aderência teimosa no nível molecular é fundamental para combater esses invasores", disse o especialista.

O estudo lançou as bases para o desenvolvimento de novas terapias para infecções por estafilococos. (de Anúncios)

Informação do autor e fonte


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Comentários:

  1. Aethelhard

    sim, é exato

  2. Kajin

    Muito, tudo pode ser

  3. Alson

    Quero dizer, você permite o erro.

  4. Voodoole

    Vou permitir que não aceite



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