Notícia com publicação científica
Proteínas do muco bloqueiam infecção por Salmonella
Versões sintéticas dessas proteínas poderiam ser usadas para tratar ou prevenir doenças transmitidas por alimentos

Divulgação, MIT

Mucinas encontradas no muco que reveste o trato digestivo podem desarmar a bactéria que causa a Salmonella (em roxo)

27 de setembro de 2025, 12:25

Fonte

Anne Trafton, MIT News

Publicação Original

Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Áreas

Bacteriologia, Biologia, Bioquímica, Biotecnologia, Ciência e Tecnologia de Alimentos, Desenvolvimento de Fármacos, Engenharia Biológica, Imunologia, Microbiologia, Proteômica, Toxicologia

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Resumo

Nos EUA, pesquisadores identificaram mucinas presentes no muco que auxiliam na defesa contra a Salmonella – , um patógeno de origem alimentar que pode causar doenças após o consumo de alimentos crus, malcozidos ou água contaminada – e outras bactérias que causam diarreia.

Os pesquisadores descobriram que, ao expor a Salmonella à mucina MUC2 ou à mucina MUC5AC, as bactérias pararam de produzir determinadas proteínas e não conseguiram mais infectar as células.

Agora, os pesquisadores estão trabalhando no desenvolvimento de mucinas sintéticas, que poderiam melhorar os sistemas de defesa e ajudar a prevenir ou tratar doenças causadas pela exposição à Salmonella e outras infecções.

Foco do Estudo

Avançar no conhecimento da ação das mucinas presentes no muco sobre a prevenção de infecções causadas por bactérias entéricas, como a Salmonella

Por que é importante?

O muco – a secreção produzida nas vias respiratórias composta principalmente por água, sais e proteínas e que tem um papel de umidificação e proteção fisica das mucosas – contém uma riqueza de moléculas poderosas chamadas mucinas, que podem ajudar a controlar micróbios e prevenir infecções.

Na última década, a Dra. Katharina Ribbeck, professora do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), identificou mucinas no muco que podem ajudar a desativar a bactéria Vibrio cholerae, bem como a Pseudomonas aeruginosa, que pode infectar os pulmões e outros órgãos, e a levedura Candida albicans.

Estudo

Em um novo estudo liderado pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos EUA, pesquisadores identificaram mucinas que defendem contra a Salmonella e outras bactérias que causam diarreia.

As mucinas são polímeros feitos de moléculas complexas de açúcar, conhecidas como glicanos, que são ligadas a uma estrutura peptídica. No novo estudo, os pesquisadores descobriram que uma mucina chamada MUC2 desativa os genes que a Salmonella usa para entrar e infectar as células hospedeiras.

O estudo, publicado na revista científica Cell Reports, foi liderado pela professora Katharina Ribbeck  e  teve a Dra. Kelsey Wheeler e a Dra. Michaela Gold como primeiras autoras. Todas são pesquisadoras do Departamento de Engenharia Biológica do MIT. Também participaram do estudo pesquisadores da Universidade Cornell e da Universidade de Utah, nos EUA, e da Universidade Livre de Berlim, na Alemanha.

Neste novo avanço, os pesquisadores queriam explorar como as mucinas do trato digestivo poderiam interagir com a Salmonella enterica, um patógeno de origem alimentar que pode causar doenças após o consumo de alimentos crus, malcozidos ou água contaminada.

Para infectar células hospedeiras, a Salmonella precisa produzir proteínas que fazem parte do sistema de secreção tipo 3 (T3SS), que ajuda as bactérias a formar complexos em forma de agulha que transferem proteínas bacterianas diretamente para as células hospedeiras. Todas essas proteínas são codificadas em um segmento de DNA chamado ilha de patogenicidade 1 da Salmonella (SPI-1).

Ao usar e reformatar esse recurso do sistema imunológico inato natural, esperamos desenvolver estratégias para prevenir a diarreia antes mesmo que ela comece. Essa abordagem pode fornecer uma solução de baixo custo para um grande desafio global de saúde que custa bilhões anualmente em perda de produtividade, despesas com saúde e sofrimento humano

Dra. Katharina Ribbeck, professora de Engenharia Biológica no MIT e autora sênior do estudo

Resultados

Os pesquisadores descobriram que, ao expor a Salmonella à mucina MUC2, as bactérias pararam de produzir as proteínas codificadas pela SPI-1 e não conseguiram mais infectar as células.

Estudos posteriores revelaram que a MUC2 consegue isso desativando uma proteína bacteriana reguladora conhecida como HilD. Quando essa proteína é bloqueada pelas mucinas, ela não consegue mais ativar os genes T3SS.

Usando simulações computacionais, os pesquisadores demonstraram que certos monossacarídeos encontrados em glicanos, incluindo GlcNAc e GalNAc, podem se ligar a um sítio de ligação específico da proteína HilD. No entanto, seus estudos mostraram que esses monossacarídeos não conseguem desativar a HilD por conta própria — o desligamento só ocorre quando os glicanos estão ligados à estrutura peptídica da mucina.

Os pesquisadores também descobriram que uma mucina semelhante, chamada MUC5AC, encontrada no estômago, pode bloquear a HilD. E tanto a MUC2 quanto a MUC5AC podem desativar genes de virulência em outros patógenos de origem alimentar que também usam a HilD como regulador genético.

Agora, os cientistas planejam explorar maneiras de melhorar os sistemas de defesa com mucinas sintéticas que possam ajudar a prevenir ou tratar doenças causadas pela exposição à Salmonella e outras infecções.

Parte da estratégia de evasão da Salmonella para a defesa do hospedeiro é encontrar locais onde o muco está ausente e, em seguida, infectá-los. Portanto, pode-se imaginar uma estratégia em que tentamos reforçar as barreiras mucosas para proteger as áreas com mucina limitada

Dra. Kelsey Wheeler, pesquisadora do Departamento de Engenharia Biológica do MIT

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Autores/Pesquisadores Citados

Dra. Katharina Ribbeck

Professora de Engenharia Biológica no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT)

Dra. Kelsey Wheeler

Pesquisadora do Departamento de Engenharia Biológica do MIT

Dra. Michaela Gold

Pesquisadora do Departamento de Engenharia Biológica do MIT

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Cell Reports (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (em inglês).

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