Fronteiras para Mentes Jovens

Resumo

as Bactérias podem ser infectados por minúsculo vírus chamados bacteriófagos (fagos). Os bacteriófagos são tão pequenos que nem sequer têm uma única célula, mas são, em vez disso, apenas um pedaço de ADN rodeado por uma camada de proteína. Quando atacam uma bactéria, os bacteriófagos podem multiplicar-se muito rapidamente até que a bactéria rebente e liberte muitos novos fagos., Triliões de bactérias e bacteriófagos vivem dentro e sobre o corpo humano e são vitais para uma vida normal e saudável. Estamos interessados em ver se podemos usar phages para ajudar os médicos a tratar doenças e para ajudar as pessoas a viver vidas saudáveis.o microbioma-um novo órgão humano?Imagine a excitação se os médicos descobrissem um novo órgão no corpo humano! Foi exactamente isso que aconteceu nos últimos anos. Sabemos agora que, além dos pulmões, rins, cérebro, fígado e coração, temos outro órgão a considerar—o microbioma., Este novo órgão é completamente diferente, porque é feito de micróbios e não de células humanas. Os micróbios são organismos minúsculos que incluem bactérias. Uma coisa incrível sobre este novo órgão é que nascemos sem ele. À medida que nascemos, recebemos bactérias de nossas mães e, em seguida, continuamos a adicionar mais e mais bactérias do ambiente, até que temos cerca de 1.000 tipos diferentes de bactérias dentro e dentro de nossos corpos. As bactérias são pequenas, mas podem multiplicar-se muito rapidamente, e em poucas horas, uma bactéria pode tornar-se milhares ou mesmo milhões de novas bactérias., Todos têm um microbioma único, diferente de todos os outros. Temos os nossos microbiomas para toda a nossa vida. O microbioma está localizado principalmente no intestino, mas há também um microbioma de pele e um microbioma pulmonar.mas as bactérias da espera vivem connosco a vida toda? A maioria de nós pensa que as bactérias estão presentes apenas em coisas sujas, mas elas estão em toda parte, inclusive dentro de nós. As bactérias não nos deixam apenas doentes – podem fazer muitos trabalhos úteis, como converter leite em iogurte e queijo, ou ajudar as plantas a crescer., Precisamos das bactérias em nossos microbiomas para nos ajudar a digerir nossa comida e” treinar ” nossos sistemas imunológicos, entre outros papéis importantes. Centenas de laboratórios em todo o mundo estão trabalhando para entender os outros papéis que o microbioma desempenha na saúde humana. A investigação revelou que as pessoas com certas doenças e condições como a doença inflamatória intestinal ou certos cancros têm microbiomas diferentes das pessoas saudáveis, mas tem sido difícil demonstrar se as alterações no microbioma são responsáveis por estas doenças., Além de ligar o microbioma aos problemas intestinais e cutâneos, o trabalho recente até forneceu provas convincentes de que as bactérias no intestino podem influenciar os nossos cérebros! Por exemplo, quando os pesquisadores transferidos a microbiano intestinal de seres humanos sofrem de depressão em ratos, os animais começaram a demonstrar comportamentos que também são característicos da depressão. Os microbiomas de seres humanos não deprimidos não tiveram este efeito.,bactérias bacteriófagos-vírus que infectam bactérias

os nossos microbiomas contêm triliões de bactérias que vivem dentro e sobre os nossos corpos, mas a diversidade da vida que vive dentro de nós não fica por aí. Jonathan Swift foi um poeta Irlandês, que escreveu as linhas:

Assim, naturalistas observar, uma pulga

Tem menor pulgas que lhe presa;

E estes têm menor ainda para morder ‘em,

E assim prosseguir ad infinitum.Swift nunca tinha ouvido falar do microbioma, mas descreveu-o perfeitamente., Temos bactérias que vivem em nós, e bactérias têm vírus bacterianos que vivem sobre eles (Figura 1). Estes vírus são chamados bacteriófagos (ou fagos). Os vírus diferem das bactérias na medida em que não são feitos de células, mas em vez disso consistem de um pedaço de DNA (ou RNA) embalado dentro de uma camada proteica. Os vírus são tão pequenos que não podemos vê-los com microscópios normais. Para dar-lhe uma noção do seu tamanho, se uma praga fosse do tamanho do período no final desta frase, então os humanos teriam quase 4 milhas (6 km) de altura! Os fagos são os organismos mais simples e abundantes na terra.,

Phages são realmente muito bonitos (Figura 2) e a forma como se reproduzem é bastante interessante. Um fago liga-se a uma bactéria e injecta o seu ADN na célula bacteriana., A bactéria então se transforma em uma fábrica de fagos, produzindo até 100 novas faças antes de explodir, liberando as faças para atacar mais bactérias. Isto significa que os phages podem crescer muito mais rapidamente do que as bactérias. Em alguns países, particularmente na Europa Oriental, os phages são realmente usados para tratar infecções bacterianas. Cada fago só pode matar um tipo de bactéria, por isso, se um médico se sabe que tipo de bactéria está infectando um paciente, pode ser possível para dar ao paciente um fago, que pode infectar e matar esse tipo de bactérias. Os fagos não podem infectar as células humanas, pelo que não representam uma ameaça para nós.,

Fagos Dentro de Nós

conhecemos há anos que muitos fagos estão presentes no intestino, mas nós realmente não sabemos muito sobre eles. Então, começamos a estudá-los., Primeiro, separamos os phages de tudo o resto no intestino, e depois sequenciamo-los. A sequenciação nos permitiu ” ler ” o DNA fagoso e prever quantos e que tipos de fags estão presentes. Ficámos surpreendidos ao saber que há dezenas de milhares de diferentes fagos no intestino humano. A maioria deles eram completamente desconhecidos. Alguns dos phages do intestino são muito simples e têm apenas três genes, enquanto outros são enormes e têm mais de 500 genes.se há muitos fagos presentes no intestino e se replicam muito rapidamente, por que não eliminam todas as bactérias do intestino?, Bem, como acontece frequentemente na ciência, a resposta é bastante complicada. Às vezes o fago simplesmente não consegue encontrar o seu alvo bacteriano correto no ambiente muito lotado do intestino. Além disso, as bactérias podem defender-se contra os fagos de várias maneiras, incluindo a prevenção do fago de anexar, cortando o DNA do fago, que entra na célula, e até mesmo tomar a medida drástica de cometer “suicídio” para impedir que o fago da multiplicação e atacar as bactérias parentes próximos., Como resultado, há um equilíbrio complexo entre fagos e bactérias no intestino, e uma relação estável é formada. As bactérias estão em constante evolução para combater os fagos e os fagos também estão em rápida evolução para superar as defesas bacterianas.por que é importante estudar bacteriófagos?por que estamos interessados em estudar fagos no intestino? Porque é que alguém financia laboratórios como o nosso e outros que estão a tentar compreender estas criaturas simples e complexas? Uma excelente razão é que podemos aprender um monte de princípios biológicos fundamentais estudando as faças., Foram atribuídos vários prémios Nobel a investigadores de fagos precisamente por essa razão. Ainda em 2018, o Prêmio Nobel de química foi concedido a George Smith e Gregory Winter, que usaram o fato de que o fago cresce e sofre mutações rapidamente para desenvolver novos anticorpos que foram usados para curar muitas doenças, incluindo algumas formas de câncer.

outra razão pela qual estudamos os phages no intestino é que esperamos que eles possam nos fornecer uma maneira muito precisa de manipular ou projetar o microbioma., Nossa hipótese é que os fagos são uma das partes mais importantes do microbioma, e estamos projetando e realizando experimentos para testar essa ideia. Uma coisa que estamos fazendo é transferir o fago de um microbioma saudável para um microbioma que foi danificado por antibióticos, para ver se podemos restaurar um microbioma saudável.

mesmo que a nossa hipótese se revele errada, quase certamente ainda aprenderemos muitas coisas ao longo do caminho., Mas se estivermos certos, um dia os médicos poderão usar fagos para re-moldar o microbioma de um estado pouco saudável para um estado saudável, o que pode ajudar a curar várias doenças ou transtornos. Talvez adicionando um número muito elevado de fagos contra algumas bactérias alvo específicas, poderíamos mudar o microbioma de uma forma positiva. Talvez haja uma altura no futuro em que possamos” consertar ” um microbioma danificado usando fagos, semelhante à forma como os cirurgiões podem operar precisamente num coração ou fígado danificado., Mas isso só será possível uma vez que tenhamos uma compreensão muito melhor dos números e da natureza de nossos phages, e tantas experiências precisam ser feitas para chegar a esse ponto.um cientista famoso chamado Sir Peter Medawar descreveu os vírus como “uma má notícia embrulhada em uma proteína”, mas, no futuro, esperamos mostrar que os fagos são “uma oportunidade embrulhada em uma proteína”.”

glossário

microbioma: a coleção de todos os micróbios em um ambiente particular, como no corpo humano.,micróbios: organismos microscópicos, tais como bactérias, fungos e bacteriófagos.bactérias: um tipo de micróbio. Uma bactéria é uma única célula que pode se dividir para formar duas células.vírus

: um tipo de micróbio que pode infectar as células. Os vírus humanos infectam as células humanas, os vírus vegetais infectam as células vegetais, etc.Bacteriophage: um vírus que infecta bactérias, também chamado de FAG.ADN: a molécula que transporta toda a informação sob a forma de genes necessários para produzir proteínas. Todos os organismos obtêm o ADN dos pais.,

conflito de interesses

o autor declara que a investigação foi realizada na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que possam ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.