- Em infecções, micróbios e o hospedeiro disputam metais essenciais, como o ferro: os micro-organismos tentam capturá-los, enquanto o organismo tenta prendê-los.
- A pesquisadora Elizabeth Nolan, associada ao MIT, estuda essas interações para ajudar a desenvolver novos fármacos contra infecções bacterianas.
- Bactérias produzem sideróforos para capturar ferro; Nolan investiga o uso desses sideróforos para entregar antibióticos de forma mais específica.
- Em estudo anterior, sideróforos modificados de Salmonella foram usados para imunizar camundongos contra a bactéria e ampliar a abordagem a outros microrganismos.
- A proteína calprotectina, que sequestra metais, reduz o crescimento de microrganismos ao privá-los de ferro, conforme demonstrado pela equipe de Nolan.
Durante infecções bacterianas, micróbios e hospedeiros lutam pelo acesso a metais essenciais. Micro-organismos precisam de metais como ferro para sobreviver, enquanto o hospedeiro tenta sequestrá-los para impedir a colonização.
A pesquisadora MIT, Elizabeth Nolan, associada de química, estuda essas interações para informar o desenvolvimento de novas drogas contra infecções bacterianas. O foco é entender como o sistema imune inato regula a disponibilidade de metais e como as bactérias tentam contorná-lo.
Metais como ferro, zinco, magnésio e cálcio sustentam funções celulares, desde respiração até estabilidade de proteínas. Estima-se que cerca de 30% das proteínas celulares dependam de íons metálicos.
Formação e trajetória da pesquisadora
Nolan se envolveu com bioinorgânica durante a graduação no Smith College. Em MIT, trabalhou com o professor Stephen Lippard, pesquisando metais na medicina oncológica e na transmissão sináptica. O laboratório dele começou a desenvolver sensores de zinco que iluminam ao detectar o metal.
Após um pós-doutorado em biociência de proteínas e biossíntese de peptídeos antimicrobianos na Harvard Medical School, Nolan retornou ao MIT para abrir seu próprio laboratório, direcionando pesquisas sobre a luta por metais entre hospedeiros e micróbios.
Estratégias de obtenção de metal
Diversas bactérias produzem sideróforos, moléculas que capturam ferro no ambiente e retornam às células bacterianas com o metal. Nolan investiga como esse processo pode ser explorado de forma terapêutica, conectando sideróforos a antibióticos para torná-los mais específicos.
Em estudos, a equipe demonstrou que antibióticos acoplados a sideróforos voltados a determinadas cepas podem matar apenas os microrganismos alvo, preservando microrganismos benéficos.
Potenciais aplicações
Outra linha de pesquisa envolve o uso de sideróforos modificados para imunizar animais contra infecções por patógenos como Salmonella, com avanços em modelos em camundongos. Estão em curso esforços para ampliar essa abordagem a outros microorgansismos.
Nolan também estuda proteínas produtoras de defesa no mamífero, como a calprotectina, que sequestra metais para privar bactérias de nutrientes. Em 2015, a equipe mostrou que a calprotectina pode retirar ferro e inibir o crescimento bacteriano.
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