Estudo descobre como germes resistentes transportam toxinas em nível molecular

A resistência dos microrganismos aos antibióticos, em particular, é um grande problema na medicina cotidiana. Isso fez com que o número de micróbios resistentes aumentasse exponencialmente.


Imagem representativa. Crédito da imagem: ANI
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A resistência dos microrganismos aos antibióticos, em particular, é um grande problema na medicina cotidiana. Isso fez com que o número de micróbios resistentes aumentasse exponencialmente. Um estudo recente publicado na revistaNature Communications , afirma que, como resultado, infecções que pareciam já ter sido erradicadas com o uso de drogas modernas agora representam uma ameaça potencialmente fatal para os humanos. A situação é ainda mais complicada pelo fato de que estão surgindo cada vez mais germes resistentes não a um, mas a vários antibióticos ou outras drogas.

Pesquisas estão em andamento sobre os mecanismos usados ​​pelos micróbios para se defenderem de substâncias tóxicas para eles. Um método é transportar ativamente as substâncias tóxicas para fora da célula antes que possam causar qualquer dano. Os micróbios usam proteínas especiais de transporte de membrana para esse propósito. Em particular em micróbios eucarióticos, como fungos que têm um núcleo celular - ao contrário das bactérias, que não têm nenhum - essas proteínas de membrana fazem parte da família dos transportadores ABC ('cassete de ligação de ATP'). Eles exportam as substâncias tóxicas dividindo o transportador de energia ATP celular.

Por meio do estudo, uma equipe de pesquisa alemã / britânica liderada pelo Prof. Dr Lutz Schmitt do Instituto de Bioquímica do HHU apresentou a estrutura tridimensional do transportador ABC de levedura Pdr5 em vários estados funcionais. Eles determinaram essas estruturas usando microscopia crioeletrônica de partícula única, que torna possível examinar em particular moléculas biológicas em sua forma natural em resoluções muito altas por congelamento instantâneo a baixas temperaturas. A equipe de pesquisa não apenas mostrou que a Pdr5 é uma proteína de transporte central na criação da resistência conferida pela proteína de membrana, mas também usou estruturas resolvidas para localizar o local de ligação da droga e definir o ciclo de transporte.



Por mais de 30 anos, Pdr5 constituiu o modelo para proteínas PDR em fungos patogênicos como Candida albicans, que causa Candidíase. As novas descobertas ajudam a explicar o que é, em nível molecular, que permite a uma única proteína de membrana impedir que moléculas estruturalmente diversas entrem na célula ou as transportem para fora da célula de forma eficiente. As descobertas agora podem ser usadas como base para o desenvolvimento de novos medicamentos de forma direcionada para neutralizar a resistência.

Por quase 20 anos, o grupo de trabalho do professor Schmitt tem conduzido pesquisas para explicar como funciona a proteína de transporte. Os pesquisadores conseguiram entender a estrutura trabalhando em conjunto com o grupo do Prof. Dr. Ben Luisi no Departamento de Bioquímica da Universidade de Cambridge. No HHU, a pesquisa também envolveu o grupo de trabalho do Prof. Dr. Holger Gohlke do Instituto de Química Farmacêutica e Medicinal e do Centro de Estudos Estruturais (liderado pelo Dr. Sander Smits). (ANI)

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