A redução na utilização de antibióticos promotores de crescimento – devido à alteração das preferências dos consumidores e à preocupação com os agentes patogénicos resistentes aos antimicrobianos – exigiu uma nova abordagem à gestão das doenças entéricas nas aves de capoeira e no gado. Ao contrário dos antibióticos convencionais que matam bactérias, a abordagem antivirulência visa os factores de virulência bacteriana (por exemplo, detecção do quórum) e visa modificar os comportamentos patogénicos para os tornar menos nocivos para o hospedeiro. A probabilidade de bactérias multi-resistentes é muito menor quando se utiliza este método.
Detecção do Quorum de Uso de Bactérias para Comunicar
A detecção de quorum é um dos alvos antivirulência que pode ser utilizado para ajudar a gerir doenças bacterianas. A detecção de quorum é um sistema de comunicação entre células bacterianas que envolve a libertação de bactérias bioquímicas no ambiente que se acumulam até atingirem um limiar crítico de concentração.1 Quando essa concentração é atingida, são desencadeadas mudanças dentro das bactérias que modificam a forma como as bactérias se comportam.
A detecção de quorum controla muitas funções bacterianas incluindo a bioluminescência e a libertação de toxinas que danificam as células hospedeiras. A produção de bioluminescência foi um dos primeiros exemplos de detecção do quorum descrito em bactérias. Para saber mais sobre as fascinantes espécies bioluminescentes Vibrio fischeri e quorum sensing, veja este vídeo TED-Ed.
O Quorum Quenching Perturba a Produção de Toxinas Bacterianas
Toxinas produzidas por bactérias patogénicas (por exemplo, alfa-toxina e toxina NetB de Clostridium perfringens) custam aos produtores de proteína animal milhares de milhões de dólares por ano. No entanto, os produtos de extinção do quórum podem ser um método prático para reduzir a produção negativa e os efeitos nocivos para a saúde causados por estas toxinas. A extinção do quórum é uma abordagem que perturba o sistema quorum-sensing de bactérias patogénicas, impedindo a comunicação célula a célula e a expressão de genes controlados por quórum que produzem toxinas e outros factores de virulência.
Além disso, os produtos de extinção do quórum deveriam reduzir a hipótese de resistência aos antibióticos, uma vez que estão a modificar o comportamento das bactérias em vez de as matar.
Calibrin®-Z tem propriedades de Quorum-Quenching
O aglutinante de biotoxinas de base mineral Calibrin-Z (disponível em mercados internacionais seleccionados) demonstrou atributos antivirulência que neutralizam moléculas de sinal com sensibilidade quorum para reduzir os efeitos nocivos das bactérias patogénicas.
Um estudo no Journal of Agricultural and Food Chemistry demonstrou que in vitro, Calibrin-Z separou as moléculas com sensibilidade ao quorum por adsorção ou cataliticamente as decompôs em pequenos fragmentos. Ao reduzir a concentração de bioquímicos quorum-sensing, Calibrin-Z perturba potencialmente a capacidade das bactérias patogénicas de produzir toxinas, uma vez que esta função é controlada através da detecção do quorum.
Quando incubada com Vibrio harveyi, uma bactéria que exibe bioluminescência controlada por sinalização de quórum, Calibrin-Z reduziu a luminescência bacteriana em 55% (a partir da área sob a curva; Figura 1). Os números bacterianos não foram afectados (Figura 2), indicando que a redução da bioluminescência foi conseguida através da extinção do quórum – interferindo com a detecção do quórum – e não através da morte de bactérias.
A têmpera das moléculas com sensor de quórum é apenas uma das técnicas que podem ser empregadas para controlar os agentes patogénicos utilizando a abordagem antivirulência. Este é um campo excitante que oferece aos produtores de proteína animal alternativas eficazes aos antibióticos para controlar os agentes patogénicos e as suas toxinas. Visite a página Calibrin-Z para saber mais sobre as suas propriedades de ligação às biotoxinas.
Referência
- Naik SP, Scholin J, Ching S, Chi F, Herpfer M. Quorum Sensing Disruption in Vibrio harveyi Bacteria by Clay Materials. J. Agric. Química alimentar. 2018; 66:40-44.
