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Quorum Sensing Ana Clara Elisa João Lucas Ricardo.

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1 Quorum Sensing Ana Clara Elisa João Lucas Ricardo

2 O que é? Uma Regulação Gênica Depende da densidade populacional Controle da expressão gênica Regulação de atividades fisiológicas Produção e detecção de autoindutores Intra e interespécies Possibilita as bactérias formarem comunidades complexas.

3 Funcionamento QS : AIs e receptores específicos AIs receptores expressão de genes Comunicação intraespecífica, interespecíficas e até em familias diferentes Comportamento multicelular Facilita a adaptação

4 Quorum Sensing Primeiro em Vibrio fischeri Simbionte de animais marinhos Acyl-HSL Produção de luciferase

5 Importância Fundamental em vários processos: – interações com organismos superiores – regulação da virulência – formação do biofilme – regulação da expressão de genes

6 Importância Regular interações entre bactérias e hospedeiros População de bactérias patogênicas grande Infecção AIs Síntese de fatores de virulência

7 Biofilme Fator de patogenicidade. Comunidades microbianas associadas com várias superfícies. Aumenta a resistência a agentes antibacterianos Sobrevivência QS tem grande papel na formação de biofilme.

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9 Doenças infecciosas QS alvo da droga Sistema QS Bactérias patogênicas em nãopatogênicas

10 Mecanismos Moleculares A regulação do QS é melhor estudada para o operon lux de Vibrio fischeri. Dois sistemas que funcionam em paralelo no controle da expressão do operon luxCDABE. Acyl- HSL (AI-1) e outro autoindutor desconhecido (AI-2)

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12 Mecanismos Moleculares Tem sido mais estudada em Pseudomonas aeruginosa e Burkholderia cepacia. Muitos genes de P. aeruginosa são ativados por dois sistemas de QS LasI-LasR e RhlI-RhlR. – LasI 3OC12-HSL – RhlI C4-HSL

13 3OC12 -HSL Afeta diretamente o organismo hospedeiro. Interage com os componentes do sistema imunológico modulando a resposta imune Suprime a proliferação de linfócitos e a diferenciação de células T Reduz a produção do fator alfa de necrose tumoral e interleucina 12.

14 Comunicação B. cepacia e P aeruginosa pulmões Comunicação interespecífica Patogenicidade de B. Cepacia Uma bactéria pode regular a produção de seus próprios fatores de patogenicidade utilizando AI sintetizada por outra bactéria

15 QS em Gram Positivas Os AIs são peptideos(AIP) AIPs não se difundem na membrana celular Fosforilação /desfosforilação em cascata. Quinase sensora P Proteína regulatória DNA Transcrição do gene alvo

16 Peptídeos Auto-indutores (AIPs) Quatro grupos de S. aureus sintetizam AIP diferentes Cada AIP ativa o receptor cognato e suprime a ativação das proteínas do receptor dos outros três grupos AIP purificada do grupo 2 de S. aureus suprime a virulência de S. aureus em um grupo de camundongos infectados.

17 Antipatogênicos Agentes de inibição de QS antipatogênicas Não exercem um efeito bactericida ou bacteriostático Não criam a pressão seletiva As funções dos sistemas de QS podem ser supressionadas de várias formas.

18 Inibição de QS SAM é utilizada como substrato na síntese de AHLs e AI-2 Diversos SAM análogos inibem a síntese de AHL em P. aeruginosa Análogos de SAM inibem especificamente a síntese de Al em sistemas QS bacterianos sem afetar enzimas eucarióticas.

19 Inibição de QS Antagonistas de AI prejudicam a ligação com às proteínas do receptor. Inibidores competem com AHLs. Os inibidores são estruturalmente similares ao AHL e interagem com o sitio AHL da proteína do receptor sem ativá-lo. Estes compostos ligam-se com diversas regiões da proteína receptora.

20 Inibição de QS Antagonista natural de AI, derivado de furanona Dellsea puichra produz vários derivados halogenados furanos

21 Inibição de QS Bactérias e eucariotos dipeptídeos cíclicos Acredita-se que dipeptídeos cíclicos também interajam com os sítios de ligação de AHL a ligação das proteínas do receptor.

22 Degradação de AHL É uma promessa de tratamento de infecção bacteriana. Enzimas de bactérias ou organismos superiores Lactonases clivam o anel de homosserina lactona.

23 Degradação de AHL Lactonases que hidrolisam AHL Bacilos Proteína AiiA ( gene aiiA) Gene aiiA Clonado Erwinia carotovora As plantas transgênicas expressando aiiA bacteriano e provaram ser muito menos sensível à infecção por E. carotovora

24 Degradação de AHL Eucariontes mecanismos que degradam AHL A linha de pesquisa sugere que o organismo humano é protegido contra infecções bacterianas através da degradação de AHL. Células epiteliais respiratórias de humanos Inativam AHL de P. aeruginosa

25 Conclusões QS regula vários processos em bactérias Afeta alguns processos em eucariontes Eucariontes podem ter estratégias para prevenir invasão de patógenos ao suprimir o sistema QS. Nova área de pesquisa Novas drogas antibacterianas

26 Referências Bassler, L. B. How bacteria talk to each other: regulation of gene expression by quorum sensing. Current Opinion in Microbiology, n. 2, p , Khmel, I. A. e Metlitskaya, A.Z. Quorum sensing regulation of gene expression: a promissing target for drugs against bacterial pathogenicity. Molecular Biology, vol. 40, n.2, p , 2006.


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