Os biólogos sintéticos do Imperial College London têm projetado células de levedura para fabricar a penicilina antibiótica peptídica não ribossomal. Em experimentos de laboratório, eles foram capazes de demonstrar que esta levedura tinha propriedades antibacterianas contra bactérias estreptococos.
Peptídeos não ribossomais
Os peptídeos não ribossomais são normalmente produzidos por bactérias e fungos, formando a base da maioria dos antibióticos atualmente. Há muito tempo as empresas farmacêuticas realizam experimentos com peptídeos não ribossomais para fabricar antibióticos convencionais.
Com aumento da resistência antimicrobiana, há uma necessidade de usar técnicas de engenharia genética para encontrar uma nova gama de antibióticos a partir de bactérias e fungos. No entanto, trabalhar com fungos e bactérias mais exóticos - os que provavelmente têm propriedades antibacterianas - é um desafio porque os cientistas não têm as ferramentas certas e são difíceis de cultivar em um ambiente de laboratório, exigindo condições especiais.
Engenheirando a levedura do pão
A levedura do pão (e da cerveja), por outro lado, é fácil de manipular geneticamente. Os cientistas podem simplesmente inserir DNA de bactérias e fungos em leveduras para realizar experimentos, oferecendo um novo hospedeiro viável para a pesquisa de produção de antibióticos. O surgimento de métodos de biologia sintética para levedura permitirá que os pesquisadores façam e testem muitas novas combinações de genes que possam produzir toda uma nova gama de novos antibióticos.
No entanto, os autores fazem questão de salientar que a pesquisa ainda está em seus estágios iniciais. Embora esta abordagem se mostre promissora, até agora produziram penicilina antibiótica peptídica não ribossômal em pequenas quantidades. Mais pesquisas precisam ser feitas para ver se ela pode ser adaptada para encontrar outros compostos e obter uma quantidade comercialmente viáveis.
“O surgimento de superbactérias resistentes a drogas trouxe uma urgência real à nossa busca por novos antibióticos. Nossas experiências mostram que a levedura pode ser projetada para produzir um antibiótico bem conhecido. Isso abre a possibilidade de usar levedura para explorar o tesouro em grande parte inexplorado de compostos da família de peptídeos não ribossômais para desenvolver uma nova geração de antibióticos e anti-inflamatórios.”
Durante o processo de experimentação, a equipe descobriu que eles não precisavam extrair as moléculas de penicilina de dentro da célula de levedura. Em vez disso, a célula estava expelindo as moléculas diretamente para a solução em que se encontrava. Isso significava que a equipe simplesmente precisava adicionar a solução a uma placa de Petri contendo bactérias estreptococos para observar sua eficácia. No futuro, essa abordagem poderia simplificar bastante o processo de teste e fabricação de moléculas.
O Dr. Ali Awan, co-autor do Departamento de Bioengenharia do Imperial College de Londres, explica: Os fungos tiveram milhões de anos para desenvolver a capacidade de produzir a penicilina que mata as bactérias. Nós, cientistas, só trabalhamos com levedura neste contexto há alguns anos, mas agora que desenvolvemos o projeto para convencer a levedura a fazer penicilina, estamos confiantes de que podemos refinar ainda mais esse método para criar novos medicamentos no mercado futuro.
Acreditamos que a levedura possa ser as novas mini-fábricas do futuro, ajudando-nos a experimentar novos compostos da família de peptídeos não ribossomais para desenvolver drogas que combatam a resistência antimicrobiana. A equipe está atualmente procurando novas fontes de financiamento e novos colaboradores industriais para levar sua pesquisa ao próximo nível.
Continuando o legado
O Dr. Ellis acrescentou: “A penicilina foi descoberta por Sir Alexander Fleming na Escola de Medicina do Hospital St. Mary, que agora faz parte do Imperial. Ele também previu o aumento da resistência aos antibióticos logo após fazer sua descoberta. Esperamos, de alguma forma, construir seu legado, colaborando com a indústria e a academia para desenvolver a próxima geração de antibióticos usando técnicas de biologia sintética.”
A pesquisa foi realizada em conjunto com o SynbiCITE, que é o centro nacional do Reino Unido para a comercialização da biologia sintética.
Fonte: Imperial College London
http://www.imperial.ac.uk/news/179123/scientists-engineer-bakers-yeast-produce-penicillin/
