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Utilização dos fungos na biorremediação de substratos contaminados por petróleo 

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Utilização dos fungos na biorremediação de substratos contaminados por petróleo 

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file:///C:/Users/uxama/Downloads/5553-15115-1-PB.pdf

Autores do artigo:
Danusia Ferreira Lima, Olívia Maria Cordeiro de Oliveira, Manuel Jerônimo Moreira Cruz.
Componentes do grupo
Bryan Coelho, Jéssica Carolina, Letícia Drummond, Marcella Uxa.

Introdução
O desenvolvimento de novas tecnologias proporcionam novas opções para o aproveitamento de recursos naturais no planeta. Entre elas, está o aproveitamento de recursos fósseis que estão presentes no cotidiano da sociedade. Porém, é fato de que certas opções acabam por serem danosas ao meio ambiente. Um exemplo claro é em relação à exploração dos recursos fósseis no meio oceânico que, desde o século passado, tem sido bastante utilizado por todo o mundo. Com base nessa premissa, esse artigo estuda uma maneira de mesclar o desenvolvimento com a sustentabilidade desse meio, através da biorremediação de substratos contaminados por petróleo, em conjunto com o uso de fungos.

Inicialmente, é necessário definir o que é a biorremediação. Esse processo consiste na utilização de agentes degradadores, como bactérias e fungos, a fim de decompor a porção contaminante de um determinado meio e, posteriormente, melhorar as condições ambientais. Esse procedimento é relativamente barato, acessível financeiramente e bastante conhecido no meio científico. Contudo, essa técnica demanda um período de tempo mais extenso para sua eficiência e também apresenta um alto grau de risco para o meio que será usado, pois os seres que serão introduzidos podem causar um determinado desequilíbrio nesse espaço. Outrossim, a função dos fungos como agentes biorremediadores é essencial para esse artigo, uma vez que esses seres conseguem produzir enzimas que interagem com determinado substrato e, consequentemente, absorvem os nutrientes dessa superfície. Assim, os fungos específicos que foram citados no artigo entram nesse processo com o intuito de acelerar a biorremediação dos substratos contaminados com petróleo, assim, diminuindo os poluentes tóxicos.

Por outro lado, é necessário entender o porquê dos hidrocarbonetos (composição química do petróleo) afetarem de maneira tão negativa os oceanos dentro do contexto analisado do artigo. Basicamente, os hidrocarbonetos são cadeias orgânicas, formadas por carbonos que possuem um forte caráter apolar. A queima desses combustíveis pode levar a formação dos chamados HPA’s (Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos), formados após a queima incompleta de substâncias orgânicas. Esses hidrocarbonetos são extremamente nocivos, principalmente para seres vivos, devido ao acúmulo nos organismos, podendo acarretar em diversas doenças, incluindo câncer.

Metodologia simplificada
Os fungos produzem uma grande quantidade de enzimas intra e extracelulares, o que permite que seu metabolismo se adapte a diferentes fontes de carbono. Eles conseguem, inclusive, degradar polímeros complexos, enquanto as bactérias possuem como única fonte de carbono os hidrocarbonetos.

O fungo capta o hidrocarboneto e ele é transportado para dentro da célula. Lá ele é degradado por uma superfamília de proteínas chamadas enzimas do citocromo P-450 e os produtos desta degradação são solúveis em água e menos tóxicos, como por exemplo o fenol. os fungos também podem oxidar os hidrocarbonetos aromáticos provenientes do resultado da degradação pela enzima P-450.

Além disso os fungos lignolíticos degradam os hidrocarbonetos com enzimas extracelulares, gerando quinonas e alguns desses fungos lignolíticos são capazes de metabolizar as quinonas por clivagem e subsequente quebra gerando como produto dióxido de carbono.

Sabendo como o fungo metaboliza os HPA’s, seguimos alguns métodos para analisar as amostras de água e solo para acompanhamento dos processos de biorremediação de ecossistemas contaminados por petróleo:

1- Testes respirométricos: essa técnica mede as variações de concentrações de O2 e CO2 e a velocidade de consumo de O2 pelos microrganismos na região contaminada. A partir desses resultados podemos avaliar o desenvolvimento dos microrganismos e confirmar se está havendo ou não a degradação dos hidrocarbonetos.

2- Testes com Microcosmo do solo: são testes a partir das amostras de solo e de água, em que os potenciais de degradação dos microrganismos são avaliados e são desenvolvidos modelos que irão prever o destino dos hidrocarbonetos. Esse estudo permite criar um ambiente de biorremediação em que os fatores abióticos não interfiram na perda de hidrocarbonetos.

3-Contagem, Isolamento, Identificação: Esses testes permitem que as condições biológicas da região contaminada sejam conhecidas indicando se será viável ou não o desenvolvimento de certas colônias de fungos. Os principais métodos utilizados são:

*Técnica de Pour Plate: o inóculo da amostra é diluído, colocado em uma placa e o ágar nutriente é colocado depois. Agita-se a placa para homogeneizar a cultura e as bactérias se desenvolvem em colônias espalhadas por todo o ágar, permitindo a contagem das UFC.

* Número Mais Provável: A amostra da região é diluída e estima-se a densidade de microrganismos.

*  Filtração em Membrana:  a amostra é diluída em volumes específicos e filtrada em um filtro de membrana com porosidade de 0,45 µm, os fungos a serem observados não escorrem pelos poros e são colocados em meios seletivos e diferenciais para crescerem.

Principais resultados encontrados
Em todo o mundo são realizadas pesquisas para a utilização de fungos como meio de biorremediação. Exemplos:

México: fungos como Rhizopus sp., P. Funiculosum e A. Sydowii foram isolados e se mostraram 16% mais eficientes para remoção de HTP, em relação ao tratamento por bioestimulação.

Califórnia do Norte: cepas de Aspergillus versicolor, Cephalosporium Acremonium, Cunninghamella elegans, e Penicillium sp. foram usadas para degradar diferentes tipos de petróleo. De acordo com as pesquisas, os fungos podem assimilar petróleo bruto, sendo o parafínico mais facilmente degradado do que o asfáltico. Além de que os fungos isolados de C. elegans e os Penicillum sp. foram mais eficazes na degradação de petróleo bruto.

França: vinte e um fungos filamentosos foram isolados e os estudos ocorreram com dois tipos de inoculação, esporos e micélio. Como resultado, o grau de degradação HPA foi maior com o inóculo micelial.

China: a degradação do antraceno e pireno por fungos de podridão branca P. gibbosa foi melhor do que por P. ostreatus. A degradação do antraceno e do pireno pelo P. ostreatus foi de 30,12% e 18,76%, respectivamente. Enquanto pelo P. gibbosa foi 43,43% e 24,26%.

Japão: pesquisadores testaram a eficácia da cepa microbiana identificada como Candida catenulata CM1. E os resultados apontam que CM1 é uma cepa microbiana eficiente para biorremediação de solo contaminado por óleo diesel.

Brasil: pesquisas realizadas na Universidade de Passo Fundo, Rio Grande do Sul, apontam que os gêneros que são degradadores de hidrocarbonetos, em solo contaminado por óleo, foram Aspergillus, Penicillium e Trichoderma.

Na Universidade de Campinas, foram feitos testes por bioaumentação com fungos e bactérias. Concluiu-se que o fungo Aspergillus remove HPA que são resistentes em solos, o antraceno e o pireno.

O Centro de Tecnologia Mineral isolou 75 fungos filamentosos em solo contaminado por petróleo e 60 desses fungos apresentaram capacidade de degradar hidrocarbonetos do petróleo.

Pesquisas realizadas por Chaineau (1999) apontam como principais espécies degradadoras de hidrocarbonetos a Beauveria alba e Penicillium simplicissimum.

Grandes grupos de fungos, combinados no ambiente com adição de nitrogênio e fosfato, apresentam maior eficiência ao degradar hidrocarbonetos em ambientes marinhos.

Conclusões:
Visando diminuir a distribuição de HPAs no ambiente temos a biorremediação como uma boa alternativa, considerando a capacidade que ela tem de transformar os contaminantes em substâncias inertes, porém esse processo ainda precisa ser estudados para avaliar melhor os tipos de microrganismos degradadores que podem ser utilizados, além do estudo de fatores ambientais como disponibilidade de água e oxigênio, temperatura, pH e disponibilidade de nutrientes inorgânicos que influenciam a sobrevivência e a atividade dos microrganismos degradadores, sendo necessário manejá-los de forma a possibilitar condições adequadas para a manutenção da população inoculada ao solo.

Crítica do grupo:
O processo da biorremediação é muito positivo e bem desenvolvido, mas para esse processo ser utilizado em grandes escalas muitos estudos ainda precisarão ser desenvolvidos. Pesquisas futuras devem ser realizadas para otimização do processo e estudo dos riscos relacionados com a sua aplicação. Sendo de extrema importância estudos em laboratório, com objetivo de minimizar maiores impactos ao meio ambiente.

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Microrganismos patogênicos em maquiagens e acessórios compartilhados

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Microrganismos patogênicos em maquiagens e acessórios compartilhados

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http://repositorio.aee.edu.br/handle/aee/9542

Autores do artigo:
Francisca Silva Lago Paes, Natália Maria da Silva e Maria Juíva Marques de Faria Souza

Componentes do grupo:
Emanuelle Caroline Costa Silva, Fernanda Cristina Reis Prehl, Maria Eduarda Ferreira Ramos Antunes e Mariana Figueiredo de Oliveira.

Introdução:
Maquiagens e seus utensílios podem representar um meio adequado para o crescimento de microrganismos patogênicos que podem ser disseminados por meio do compartilhamento destes produtos, principalmente em estabelecimentos de beleza. Objetivo: Realizar uma revisão bibliográfica demonstrando os principais microrganismos encontrados em maquiagem e utensílios de uso compartilhado.

Metodologia:
Foi realizado um levantamento bibliográfico nas bases de dados, tais como: Scielo, PubMed e Periódicos Capes, no idioma Português, Inglês e Espanhol publicados no período entre 2010 a 2019. Foram utilizados na pesquisa os buscadores: maquiagem, cosméticos e riscos de contaminação.

Principais resultados encontrados:
Nos 7 artigos estudados, o isolamento de bactérias gram-positivas foi maior que bactérias gram-negativas, uma vez que as bactérias grampositivas são mais predominantes na flora da pele, o gênero Staphylococcus foi encontrado em 71,4% das pesquisas, ou seja, em 5 dos 7 estudos.

Conclusões:
Os cosméticos, como as maquiagens e seus utensílios costumam ser compartilhados em salões de beleza, o que poderia causar o aumento da contaminação microbiana nos cosméticos, levando o usuário a uma exposição a patologias fúngicas, bacterianas e até mesmo virais que podem acometer a pele, os olhos e a boca.

Crítica do grupo:
O artigo apresentado apresenta resultados sólidos e de grande importância para a sociedade, principalmente a parte dela que vem a ser o público-alvo de cosméticos em geral. Após o estudo da proliferação microbiológica em maquiagens e utensílios compartilhados, tornou-se clara a lacuna vazia na literatura em relação ao tema, o que aumenta a importância do estudo.

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Micro-organismos eficazes e Azospirillum brasilense: efeitos sobre a produtividade do milho

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Micro-organismos eficazes e Azospirillum brasilense: efeitos sobre a produtividade do milho

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Autores do artigo: Lucas Silveira Porto, Raoni Ribeiro Guedes Fonseca, Flávio Vicente da Silva, Ana Flávia de Souza Rocha

Grupo: Franciele Barbosa dos Santos, Gabriel Donato, Jeusiely Fernandes Araújo, Rafaella Teixeira Sales de Moraes

Link: https://www.revista.ueg.br/index.php/biociencia/article/view/10607

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Micro-organismos eficazes e Azospirillum brasilense_ efeitos sobre a produtividade do milho.pptx

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Geração de energia a partir de umidade usando nanofios proteicos

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Geração de energia a partir de umidade usando nanofios proteicos

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Power generation from ambient humidity
using protein nanowires

Autores do artigo:
Xiaomeng Liu, Hongyan Gao, Joy E. Ward, Xiaorong Liu, Bing Yin, Tianda Fu, Jianhan Chen, Derek R. Lovley e Jun Yao

Grupo:
Daniel Iata Kind
Natália Barbosa Nunes

Introdução:
Fontes de energia renováveis correspondem a apenas 14% da matriz energética mundial (IEA, 2020), um percentual baixo e preocupante uma vez que a maior malha produtiva é de fontes não renováveis. Buscando alternativas que possam substituir essa produção não renovável por fontes renoveis, diversos estudos alcançam descobertas valiosas e muitas delas já são implantadas e utilizadas em muitos países, como o caso das fontes de energia eólica, hidráulica, geotérmica, solar e da biomassa.

Mas, se existem métodos de obtenção de energia do meio ambiente já utilizados e com bons resultados, por que novos estudos como o deste artigo, que retrata a eficácia da geração de energia a partir da umidade ambiente usando nanofios de proteína, ainda são feitos?

As tecnologias atualmente conhecidas e utilizadas possuem uma restrição ambiental especifica daquele tipo de produção em questão, o que não permite uma ampla utilização desses recursos. Em contrapartida, a umidade atmosférica é onipresente, oferecendo, assim, uma alternativa. A questão é que as tecnologias existentes de coleta de energia baseadas na umidade são capazes de produzir apenas pequenos picos de energia, menos de 50 segundos.

Foi apresentado a utilização de fios de proteína de escala nanométrica, coletados da bactéria Geobacter Sulfurreducens para dispositivos de fio fino. Esses dispositivos são capazes de produzir uma voltagem sustentada de cerca de 0,5 volts em um filme de 7 micrômetros de espessura, com densidade de corrente por volta de 17 microamperes por centímetro quadrado.

Quando vários dispositivos são conectados, ocorre um aumento de forma linear da tensão e corrente.  Através da analise dos resultados, será permitido verificar se realmente esta é uma forma viável e eficaz de capitação e geração de energia.

Metodologia:

Na etapa de síntese e purificação de nanofios de proteína, de forma rotineira, os Geobacter Sulfurreducens foram cultivados a 25 °C, obedecendo restritas condições anaeróbicas (80/20 N2/CO2) em quimiostatos com uma base mineral que contém como doador de elétrons o acetato (15mM) e o fumarato (40mM) como aceitador de elétrons. Os nanofios de proteína e as células são separados por sucessivas precipitações com centrifugação e ressuspenções.

Para a fabricação dos dispositivos de nanofios de proteína, primeiro, definiu-se o (Cr/Au, 10/100 nm) como eletrodo inferior em uma lâmina de vidro por evaporação de feixe de eletrodos de metal padrão. O filme de nanofio foi preparado por solução purificada  sem HCL, quase neutra, para aumentar a condutividade. Para formar um filme fino de nanofio, foi colocado a lamina de vidro em uma placa quente, a cerca de 80°C, para assim facilitar a evaporação do solvente (no caso, água). Foram utilizadas duas formas de eletrodos superiores de ouro, um escudo folheado a ouro trançado de diâmetro aproximado 0,7mm, o outro, uma faixa de película fina de PET com cerca de 0,5mm de largura, revestido com filme de 50nm de ouro. Ambos eletrodos apresentaram saídas elétricas próximas. No caso de eletrodos de carbono impresso para controle dos nanofios de proteínas, foi utilizada uma impressora a jato de tinta de mesa na lâmina de vidro e uma faixa de papel para formar os eletrodos superiores e inferiores.

Foram sintetizados nanofios núcleo-casca de germânio-silicio usando o método vapor-liquido-solido, catalisado por ouro-nanocluster. O substrato de crescimento foi colocado em um tubo de quartzo. Os nanofios sintetizados de Ge-Si, foram, primeiramente, dispersos em solução de etanol e, em seguida, moldados por gota em um substrato de Si revestido com 600 nm de SiO2.

Ocorreu também uma variação da umidade relativa por meio de duas abordagens. Primeiro, ajustando a umidade de acordo com o gabinete do dessecador; utilizando-se do método do borbulhador, foi controlada a umidade relativa em ambientes com diferentes gases. Alternativa, a umidade relativa foi controlada pela pressão de vapor de soluções, de forma que foi possível produzir umidades relativas dentro de uma grande margem.

Caracterizaram os espectros de ligação em nanofios por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier com acessório de amostragem de reflexão total atenuada.

Foram realizados 588 simulações, observando-se o deslocamento relativo de dois filamentos de forma paralela e perpendicular ao eixo do filamento. Sendo definido um filamento de referência e um móvel. Posicionou-se filamentos de 4 nm com intervalos de 3,3 a 4,2 nm entre eles, com rotações de 0 a 60º em intervalos de 10º. Foram realizadas simulações de dinâmica molecular para equilibrar o empacotamento entre faces e filamentos.

Cada sistema foi resfriado e lentamente aquecido de 100 a 300 K. As simulações foram feitas a 300 K por 3 ns, descartando metade da trajetória, como processo equilibratório, enquanto a tensão média foi computada. Dessa forma, chegou-se à configuração mais estável. Processo similar foi utilizado para examinar a formação de de poros permeáveis, mas com filamentos de 0,5 nm com intervalos de 4,2 a 5,7 nm e de 0 a 80º em intervalos de 10º entre eles, além do 0 a 60º em 10º.

Resultados:
Foi observado que fatores como composição do eletrodo, concentração de oxigênio e de nitrogênio gasosos e luminosidade não interferem nos valores de tensão e corrente.
O tempo de geração de corrente chegou a 20 h, quando passou de 0,5 V para 0,35 V, mas apresentou tensão que variava de 0,4-0,6 V por 2 meses.
A umidade ideal para produção (que apresentou maior tensão) foi em torno de 40-50%, mas apresentaram tensões significativas tanto a 20% quanto a 100%.
A taxa de absorção de umidade é inversamente proporcional à espessura do filme.
O lado menos úmido apresentou maior potencial (positivo)

Conclusões:
Os nanofios produzidos mostram-se capazes de transferência efetiva de energia, provavelmente devido aos grupos de superfície e sua afinidade com água, além de campo elétrico que facilita ionização e transferência de cargas. São necessários estudos futuros para determinar as espécies específicas e porcessos de transferência.
O dispositivo pode apresentar tamanho reduzido e conectado em série ou paralelo a fim de favorecer tensão ou corrente. Pode-se gerar 0,5 V em áreas de 1 mm², com corrente de aproximadamente 170 nA. A densidade em área de energia cresce coma espessura.
O filme apresenta grandes avanços se comparado com os sistemas baseados em carbono já existentes, com densidade volumétrica de potência de 4mW/cm³. O empilhamento de camadas pode proporcionar densidades de 1kW/m³, superando células solares. A conexão em série de 17 dispositivos atingiu 10 V, e conseguiram carregar um capacitor para ligar um LED, enquanto um dispositivo isolado é capaz de ligar um transistor semicondutor para operações lógicas. Dessa forma, abrem-se portas para fornecimento de energia auto sustentável de baixo custo para sensores e computadores voltados para o meio ambiente.

Crítica:
O estudo é revolucionário em sua área, já que utiliza da umidade, muito comum no planeta Terra, cuja área superficial é coberta por 70% de água. Dessa forma, é possível desenvolver essa tecnologia a ponto de, um dia, reduzir a emissão de poluentes a um nível mínimo.

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Estudo dos impactos causados no rendimento pelos microrganismos na etapa de fermentação

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Estudo dos impactos causados no rendimento pelos microrganismos na etapa de fermentação

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https://ri.ufs.br/bitstream/riufs/12586/2/EstudosImpactosFermentacao.pdf

Autores do artigo
Gabriel Martins, Thayna Farias Silva

Componentes do grupo
Ester Gonçalves, Luana Cristina, Matheus Henrique e Rafael Vasques

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Amazingly Simple Graphic Design Software - Canva

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Amazingly Simple Graphic Design Software - Canva

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Patogenicidade de fungos associados às sementes eplântulas de amendoim cv. Tatu

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Patogenicidade de fungos associados às sementes eplântulas de amendoim cv. Tatu

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https://www.redalyc.org/pdf/4457/445744076005.pdf

Autores do artigo:
Nair Mieko Takaki Bellettini, Romeu Munashi Endo, Édison Miglioranza, Débora Cristina Santiago

Componentes do grupo:
Estêvão Moura, Edson Heiderich, André Cunha e Gabriel Henrique

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Patogenicidade de fungos associados às sementes e plântulas de amendoim cv. Tatu

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Isolamento de microrganismos de interesse biotecnológico oriundos de áreas contaminadas com agroquímico.

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Isolamento de microrganismos de interesse biotecnológico oriundos de áreas contaminadas com agroquímico.

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Autores do artigo:  Mariana Santos Costa, Thalison Rômulo Rocha Araújo, Ábia de Jesus Martins, Queren Hapuque Sousa da Silva, Celso Henrique Costa, Rita de Cássia Mendonça de Miranda
Grupo: Gabriel Comini de Assis, Giovanni Nardy Martins de Souza e Luis Gustavo dos Santos Gomes
Introdução: O uso dos agroquímicos hoje tem causado dúvidas sobre a baixa ou inexistente patogenicidade nos microrganismos de solo, visto que, esses químicos, quando usados incorretamente, podem causar, alterações nesses microrganismos, os tornando mais resistentes gerando, consequentemente problemas, principalmente aos trabalhadores em contato, e aos consumidores finais do produto o qual esta sendo cultivado. Objetivo: Isolar e identificar os microrganismos encontrados no solo acometido pelo agroquímico para tentar identificar presença de patógenos.
Metodologia simplificada: Os métodos abordados foram simples, usando meio de cultura e diluição seriada das amostras, que foram os solos de uma horta situada no bairro J. Lima, em São José de Ribamar. Foram feitos o isolamento e identificação durante dois períodos, um seco e um chuvoso, e após o isolamento, a identificação foi realizada através de visualização da morfologia, no caso dos fungos, e a partir da coloração de Gram, no caso das bactérias.
Principais resultados encontrados: Observando as colônias formadas e após identificar os microrganismos, notou-se a presença de fungos patógenos como principalmente a espécie Coccidioide sp., e bactérias cocos e bastonetes gram positivo e negativo, que podem também gerar sensibilidade ao usuário do alimento e principalmente ao trabalhador, partindo de que geralmente os químicos não são usados corretamente e também não há o uso dos equipamentos de proteção.
Conclusões: De acordo com os resultados obtidos, e analisando a presença de microrganismos patogênicos no solo avaliado, percebemos que os microrganismos de solo podem, também gerar malefícios a sociedade, a partir do uso indevido dos agroquímicos.
Crítica do grupo: Os dados obtidos por esses experimentos revelam que o uso incorreto de agroquímicos contra miorganismos patógenos torna-os mais resistentes, causando problemas aos trabalhadores envolvidos e aos consumidores.
Trazendo esses dados pra a proporção e realidade do Brasil, um país com uma economia externa voltada para exportação de produtos agrários, usos indevidos, como os apresentados no artigo, podem ser a centelha para o surto de uma doença. Como faz os microrganismos desenvolverem resistência a eles, a longo prazo tornar-se ineficaz o uso de agrotóxicos tradicionais.  Assim, serão utilizados agrotóxicos cada vez mais fortes e prejudiciais à saúde e ao meio ambiente. Se faz necessária extrema atenção nessa área para que sejam desenvolvidos métodos e pesquisas de ações alternativas para o combate de microrganismos em plantações. Tais alternativas devem ser desenvolvidas com foco principal na saúde da população e do meio ambiente, e não apenas no plantio em massa para obtenção de lucros.

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Isolamento de microrganismos de interesse biotecnológico oriundos de áreas contaminadas com agroquímico.

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SARS-CoV-2 requer colesterol para entrada viral e formação de sincícios patológicos

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SARS-CoV-2 requer colesterol para entrada viral e formação de sincícios patológicos

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SARS-CoV-2 Requires Cholesterol for Viral Entry and Pathological Syncytia Formation
BioRXIV

Autores do artigo:
David W. Sanders, Chanelle C. Jumper, Paul J. Ackerman, Dan Bracha, Anita Donlic, Hahn Kim, Devin Kenney, Ivan Castello-Serrano, Saori Suzuki, Tomokazu Tamura, Alexander H. Tavares, Mohsan Saeed, Alex S. Holehouse, Alexander Ploss, Ilya Levental, Florian Douam, Robert F. Padera, Bruce D. Levy, Clifford P. Brangwynne.

Componentes grupo: Ana Carolina, Carolina Zulle, Letícia Carvalho, Tainá Rabelo.

Introdução:
A COVID-19 causou mais de um milhão de mortes no ano após a identificação de seu patógeno causador, a síndrome respiratória aguda grave coronavírus 2 (SARS-CoV-2). Com base nisso, estudos recentes fizeram um progresso surpreendente em direção a uma compreensão holística da patobiologia da SARS-CoV-2.

Em particular, o ritmo sem precedentes da pesquisa levou a descobertas importantes sobre a fusão viral, onde muitos estudos iniciais indicaram, que indivíduos que fazem uso de medicamentos para baixar o colesterol, ao se infectar com o vírus apresentam um quadro clínico mais estável, em comparação com indivíduos que não fazem uso de tal medicamento. Questão esta, afirmada por Clifford Brangwynne, coautor do artigo, onde o mesmo declara que o colesterol é parte integrante das membranas que envolvem as células e alguns vírus, incluindo o SARS-CoV-2, determinando assim seu papel importante para a infecção.

Para o estudo, recriou-se o estágio inicial da doença em células cultivadas em laboratório. As partículas foram projetadas para exibir a proteína spike, usada pelo vírus para infectar as células e a proteína humana ACE2, que é onde a proteína spike se liga. Com isso, durante o experimento, notaram que em determinados pontos de ligação as duas membranas celulares se fundiram, permitindo que seus conteúdos se misturassem, processo na qual acreditam ser semelhante durante a infecção pelo SARS-CoV-2.

Embora não seja algo certo, os resultados encontrados no presente estudo sugere que o novo coronavírus não é capaz de entrar nas células que carecem de colesterol.

Metodologia:

1. Primeiramente, foi desenvolvido um ensaio de microscopia de células vivas de ligação e fusão de membrana para a análise de células multinucleadas (sincícios) em aglomerados de proteínas ACE2.

2. Para testarem a hipótese de que os sincícios seriam prontamente detectados nos pulmões de pacientes com COVID-19, foram avaliados histologicamente amostras de pulmões de pacientes falecidos com dano alveolar difuso secundário à infecção por SARS-CoV-2; pacientes que deram positivo para o SARS-CoV-2, mas que morreram de outras causas; e pacientes que morreram antes da descoberta do SARS-CoV-2.

3. Devido a relevância potencial dos sincícios e sua capacidade de interrogar a entrada de SARS-Cov-2, os cientistas adaptaram o modelo de célula em um outro ensaio de alto rendimento para descobrir mecanismos moleculares e alvos de drogas. Para isso, eles desenvolveram e avaliaram três diferentes ensaios de microscopia de células fixas, cada um dos quais usava proteínas fluorescentes como leituras para fusão, com o número total de núcleos servindo como uma medida de toxicidade. Armados com um ensaio tratável, buscaram caracterizar as vias essenciais para a fusão, empregando estudos de dose-resposta de um painel de drogas com mecanismo de ação bem caracterizado. Após algumas análises, rastrearam drogas que visam rotas específicas de endocitose ou etapas da via secretora.

4. Para obter uma visão mecanística adicional da fusão célula-célula, foi realizada uma triagem de reaproveitamento de drogas de várias moléculas pequenas. Depois, para avaliar os resultados, foram comparados alguns parâmetros físico-químicos para construírem uma espécie de biblioteca de controle. Logo em seguida, foi testada a hipótese que consistia em dizer se os andaimes químicos específicos estão super-representados em compostos  de sucesso em relação a compostos ineficazes.

5. Após os resultados da triagem, os domínios transmembrana e citoplasmático do ACE2 e spike foram substituídos para avaliarem se as regiões próximas da membrana de ambos se associam com lipídios essenciais, como o colesterol, para facilitar a fusão célula-célula.

6. Em seguida, para entender o papel do colesterol na fusão celular, foram testadas drogas que interrompem a síntese do colesterol ou reduzem o colesterol da membrana plasmática.

Principais Resultados:

1. A partir do desenvolvimento do ensaio de microscopia para análise de sincícios, foi observado que as interações de células que expressam ACE2, marcadas com pico, formam poros de fusão e a multinucleação, e com isso a membrana e grande parte das células que se fundam em sincícios multinucleados, sofrem fusão.

2. Após a avaliação de amostras de pulmões, concluiu-se que em 75% dos falecidos de infecção direta por SARS-CoV-2, foram encontrados sincícios multinucleados, os quais originaram no epitélio pulmonar. Em contrapartida, apenas em 1, dos 9 casos que possuíam o vírus, mas morreram de outras causas,  foram encontrados os sincícios. Nos pacientes que morreram antes da descoberta do SARS-CoV-2 não foram encontrados os sincícios. Concluindo, assim, que os sincícios não fazem parte das características de inflamação pulmonar, mas são características diretamente ligadas à infecção por SARS-CoV-2.

3.Os cientistas , depois de desenvolver e avaliar três diferentes ensaios de microscopia  de células fixas, foi possível perceber que dois dos ensaios favoreceram a capacidade das proteínas de ligação a RNA de se deslocarem entre o núcleo e o citosol. O outro ensaio, mostrou ser  superior, obteve alto rendimento, com fusão detectada após 1 hora e  atingindo o pico por 4-5 horas. Então começaram a caracterizar as vias essenciais para fusão e concluíram que o único que bloqueou a fusão foi o inibidor da protease anti-retroviral Nelfinavir  e os outros inibidores não comprovaram eficácia. E quando rastrearam as drogas, nenhuma rota específica de endocitose foi essencial, os marcadores não se encontraram com os picos nos locais de fusão, porém, perceberam que algumas drogas impediram a formação de sincícios, concluindo, então, que a plataforma de triagem pode identificar drogas inibidoras de fusão.

4. Foi realizada uma triagem de reaproveitamento e obtiveram resultados, nos quais 2,8% foram acertos inibitórios, compostos não tóxicos com diminuição na fusão. Para validação dos resultados, e avaliação da especificidade da célula, estudaram e  perceberam que, na maioria dos casos, a inibição da fusão ocorreu em concentrações mais baixas do composto. E  após comparar parâmetros físico-químicos,  os resultados foram mais lipofílicos e apresentaram um maior número de sistemas de anel. Sobre os andaimes químicos, observaram que duas classes de andaimes alcançaram enriquecimento estatístico alto: diclorofenil-imidazóis (encontrados em antifúngicos azólicos) e lactonas macrocíclicas contendo tetra-hidropirano (encontradas em compostos semelhantes a ivermectina e rapamicina). Viram que estas moléculas interagem diretamente com a membrana plasmática, perturbando o colesterol e, com  isso, foram considerados promissores no tratamento para COVID-19.

5.Para determinar os elementos críticos que diferenciam, os domínios da transmembrana e do citoplasmático foram alterados, a substituição da transmembrana por ACE2 e bloqueou a fusão , e a substituição do citoplasmático por B7, além de eliminar a fusão, prejudicou a capacidade do pico quimérico de formar aglomerados  semelhantes a sinapses com ACE2, indicando o papel dos resíduos aromáticos próximos a membrana do pico no envolvimento do colesterol.

6. O domínio citoplasmático do pico foi cortado em séries e a remoção do seu motivo de recuperação não teve efeito, porém a remoção de 11 aminoácidos adicionais, fez com que a fusão diminuísse e o corte a-bloqueou, sugerindo que as cisteínas proximais à membrana são modificadas pós tradução com frações lipídicas palmitoiladas.

7. As proteínas palmitoiladas apresentam algumas cisteínas para modificação, e através de uma análise com as proteínas em vírus que infectam humanos, concluiu-se que o pico do SARS-CoV-2 apresenta conteúdo de cisteína mais alto. Ao examinar o papel da palmitoilação, sugeriu que ela é central, com efeito modesto e claro.

8. Analisando as estruturas semelhantes em células vivas, de milhares de proteínas humanas, 15 apresentavam cisteína proximal e conteúdo aromático. Sugerindo que o SARS-CoV-2 opera por um mecanismo semelhante ao da palmitoilação para promover a adesão e as interfaces transcelulares.

9. Os dados sugerem que a fusão da membrana precisa da associação do pico com elementos específicos da membrana plasmática. E a partir dos experimentos, a recuperação para ACE2 e o controle transmembrana B7 foram semelhantes, mas o RBD anexado com a transmembrana, apresentou recuperação reduzida.

10. As regiões próximas à membrana do pico regulam a difusividade e o comportamento do fusogênio , podendo fazer com que essas características conspirem para facilitar o envolvimento de membranas ricas em colesterol. Concluiu-se que a proteína spike SARS-CoV-2 facilita a fusão da membrana dependendo da palmitoilação do CDT rico em cisteína.

11. Testando o papel do colesterol na fusão celular, drogas que interrompem a síntese do colesterol ou reduzem o colesterol da membrana plasmática foram testadas  e todos os compostos inibiram a fusão dependendo da dose. Porém, as drogas podem alterar o colesterol na composição de lipídios da membrana, em especial em altas concentrações.  O medicamento MBCD possui capacidade de transportar lipídeos específicos para membrana plasmática , o colesterol aumentou muito a fusão.

12. A triagem de reaproveitamento das drogas identificou compostos que agem de forma semelhante ao MBCD, com uma propriedade contrária da membrana plasmática que aumenta também a fusão. Inclui nesse grupo: antifúngicos de alilamina (naftifina e terbinafina) e anestésicos (ropivacaína, bupivacaína, propofol), aumentando a fusão de acordo com a dose.

Conclusões:
Se discute que a célula-alvo atacada pelo SARS-CoV-2 (ACE2) está envolvida na reserva de células regenerativas e produção de surfactantes, eventos essenciais para o reparo do dano alveolar sofrido. O artigo estrutura a conclusão pelas seguintes relações:

ACE-ACE2

Que explica a variação da doença, e sua diferença marcante entre jovens e idosos. Nos pacientes jovens foi visto (1) maior número de receptores ACE2, portanto (2) maior capacidade de regeneração e, assim, (3) resposta imune mais eficiente. No entanto, em pacientes idosos, foi observado (1) menor expressão de ACE2, logo, a maior carga viral e o menor dano sustentado das células que expressam ACE2, levam a (2) perda da capacidade regenerativa, causando (3) inflamação pulmonar e com grande risco de desenvolvimento de SARA devido a resposta inflamatória descontrolada.

Figura 1 (no arquivo do final do texto)

ACE2-SPIKE = FUSÃO CELULAR

Muitos vírus com envelope induzem sincícios, reflexo de eventos de fusão de membrana causados ​​pela mesma estrutura relacionada à entrada viral. Acredita-se que essas células multuinucleares facilitem a replicação e a evasão da resposta imune do hospedeiro. O estudo relata que a co-cultura de células humanas que expressam o receptor ACE2 com células que expressam o pico SARS-CoV-2, resulta em contatos intercelulares semelhantes a sinapses que iniciam a fusão célula-célula, produzindo sincícios semelhantes aos que identificamos nos pulmões de COVID- 19 pacientes. Tais fusões instabilizam algumas células que têm sua função inativada ou modificada, indicando como a COVID-19 tem tantos efeitos colaterais, além de agravar enfermidades.

Figura 2

DROGAS-SPIKE

Em forte suporte para um papel chave da estrutura e composição lipídica na fusão de membrana, muitas drogas estão implicadas na perturbação da bicamada lipídica (azóis antifúngicos, análogos de ivermectina).

Estas observações sugerem que tanto os vírus patológicos quanto as células aderentes desenvolveram proteínas independentemente com afinidade forte para a membrana plasmática para garantir a estabilidade dos complexos, seja para iniciar a fusão ou manter a integridade do tecido. Abrindo espaço para que determinados tratamentos possam retardar a evolução do vírus, diminuindo efeitos colaterais.

Figura 3

Críticas do grupo:
Embora os resultados em questão não estejam concluídos, e a pesquisa em si ainda apresente lacunas significativas com relação a compreensão sobre a patobiologia do COVID-19, até mesmo porque as respostas do sistema imunológico varia de um indivíduo para o outro, tornando assim o estudo sobre o vírus ainda mais complexo. Além disso a própria detecção de pacientes assintomáticos para melhor avaliação dos indivíduos infectados pela Covid-19 é de difícil alcance, porém estudos como esses são necessários para elucidar esses mecanismos de patogenicidade do SARS-CoV-2 e, assim, auxiliar no desenvolvimento de uma vacina e/ou alvo terapêutico, mesmo que os resultados ainda sejam parciais.

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POTENCIAL BIOTECNOLÓGICO DE MICRORGANISMOS TERMÓFILOSSOLUBILlZADORES DE FOSFATO E PRODUTORES DE ENZIMAS HIDROLíTICAS

Autores do artigo:
Simony Pimenta Mascarenhas Cotta

Christiane Abreu de OliveiraIvanildo

Evódio Marriel

Grupo:
-AMANDA DAMASCENO
-ENDRIO LOPES
-ISADORA CRISTINA
-NATASHA REYNAUD

Trabalho canva:
https://www.canva.com/design/DAEXtQ9Ae2s/LEwSCGESASOyQYI6OUw0QA/edit

Artigo:
https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/164197/1/Potencial-biotecnologico.pdf

PDF trabalho:

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POTENCIAL BIOTECNOLÓGICO DE MICRORGANISMOS TERMÓFILOSSOLUBILlZADORES DE FOSFATO E PRODUTORES DE ENZIMAS HIDROLíTICAS (1)