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O que são bacteriófagos, características e como acontece os ciclos lítico e lisogênico

Os bacteriófagos, também conhecidos como fagos, são um grupo de vírus capazes de infectar e se multiplicar dentro das células bacterianas e que, quando saem, promovem a sua destruição, sendo por causa disso motivo de estudo para desenvolvimento de novas estratégias para combate às infecções multirresistentes.

Os bacteriófagos estão presentes em diversos ambientes, podendo ser isolados de água, solo, produtos alimentares e, até mesmo, de outros microrganismos. Apesar de também poder estar presente no organismo, principalmente na pele, na cavidade oral, nos pulmões e nos sistemas urinário e gastrointestinal, os bacteriófagos não provocam doenças ou alterações no corpo humano, isso porque possuem preferência por células procarióticas, ou seja, células menos evoluídas, como a das bactérias.

Além disso, são capazes de estimular resposta imunológica do organismo, de modo que não conseguem atuar nos microrganismos responsáveis pelo bom funcionamento do organismo, o denominado microbioma ou microbiota, além de possuírem elevada especificidade em relação ao seu hospedeiro, isto é, ao microrganismo patogênico. Assim, as bactérias que fazem parte do microbioma não são destruídas devido à relação positiva estabelecida entre os bacteriófagos e o sistema imune.

O que são bacteriófagos, características e como acontece os ciclos lítico e lisogênico

Características do bacteriófago

Os bacteriófagos são vírus que podem ser encontrados em diversos ambientes, inclusive no corpo humano, no entanto não causam alterações ou doenças já que não possuem especificidade para as células procarióticas, que são as células que constituem o corpo. Outras características do bacteriófago são:

  • São formados por um capsídeo, que é uma estrutura formada por proteínas que tem como função proteger o material genético do bacteriófago;
  • Podem possuir diferentes tipos de material genético, como fita dupla de DNA, fita simples de DNA ou RNA;
  • Além de poderem ser diferenciados quanto à sua composição genética, os bacteriófagos também podem ser diferenciados pela estrutura do capsídeo;
  • São incapazes de se multiplicar fora de um hospedeiro, ou seja, precisam estar em contato com uma célula bacteriana para que possa haver replicação, e por isso podem também ser conhecidos como "parasitas bacterianos";
  • Apresentam elevada especificidade para o hospedeiro, que são as células bacterianas.

A classificação dos bacteriófagos ainda está sendo estudada, no entanto, algumas propriedades podem ser úteis para diferenciação e classificação dos bacteriófagos, como tipo de material genético, morfologia, características genômicas e características físico-químicas.

Como acontece os ciclos lítico e lisogênico

Os ciclos líticos e lisogênico dizem respeito ao comportamento dos bacteriófagos quando em contato com a célula bacteriana. O ciclo lítico é aquele em que após a injeção do material genético do bacteriófago na célula bacteriana, acontece replicação e formação de novos bacteriófagos, que quando saem destroem a célula bacteriana. Por outro lado, no ciclo lisogênico, o material genético do bacteriófago é incorporado ao da bactéria, no entanto esse processo pode representar apenas o silenciamento de genes de virulência da bactéria, além de ser um processo reversível.

Os bacteriófagos podem possuir apenas um dos ciclos ou os dois. De forma geral, o ciclo lítico ocorre da seguinte forma:

  1. Adsorção: o bacteriófago gruda à membrana da célula bacteriana susceptível através dos receptores de membrana;
  2. Entrada ou penetração: o material genético do bacteriófago entra na célula bacteriana;
  3. Replicação: esse material genético coordena a síntese de proteínas e de outras moléculas de DNA, no caso de ser um bacteriófago de DNA;
  4. Montagem: novos bacteriófagos são formados e o DNA replicado é empacotado com o auxílio das proteínas sintetizadas, dando origem ao capsídeo;
  5. Lise: o bacteriófago formado sai da célula bacteriana, promovendo a sua destruição.

Por outro lado, o ciclo lisogênico acontece da seguinte forma:

  1. Adsorção: acontece a adsorção do bacteriófago à membrana bacteriana;
  2. Entrada: o material genético do bacteriófago entra na célula bacteriana;
  3. Integração: há a integração do material genético do bacteriófago com o da bactéria, passando a ser denominado profago;
  4. Divisão: o material recombinado, o profago, divide-se conforme a acontece a divisão bacteriana.

O profago não é ativo, ou seja, os seus genes não são expressos e, por isso, não resultam em alterações negativas para as bactérias e é um processo totalmente reversível.

O que é a Fagoterapia

A fagoterapia, também conhecida como terapia com fagos, é um tipo de tratamento que utiliza-se de bacteriófagos para combater infecções bacterianas, principalmente as causadas por microrganismos multirresistentes. Esse tipo de tratamento é seguro, já que os bacteriófagos apenas possuem atividade contra bactérias patogênicas, preservando a microbiota normal da pessoa.

Apesar desse tipo de terapia já estar descrita há anos, é só agora que vem ganhando destaque na literatura devido ao aumento no número de bactérias que não respondem ao tratamento convencional com antibióticos.

No entanto, apesar de ser uma técnica favorável, a fagoterapia possui algumas limitações. Cada tipo de bacteriófago é específico para determinada bactéria, dessa forma esses fagos não poderiam ser utilizados isoladamente para combater infecções causadas por vários microrganismos, mas nesse caso poderia ser formulado um "coquetel de fagos" de acordo com os microrganismos identificados como responsáveis pela infecção. Além disso, principalmente devido ao ciclo lisogênico, os bacteriófagos podem promover a transferência de genes de resistência para a bactéria, tornando o tratamento ineficaz.

Bibliografia >

  • KHAL, Assmaa El. Isolamento e Caracterização Genômica de Bacteriófagos quanto ao seu potencial de uso terapêutico em infecções causadas por enterobactérias. Tese de Mestrado, 2016. Fundação Oswaldo Cruz - Centro de Pesquisas René Rachou.
  • WERNICKI, Andrzej; NOWACZEK, Anna; URBAN-CHMIEL, Renata. Bacteriophage therapy to combat bacterial infections in poultry. Virology Journal. 2017
  • VAN BELLEGHEM, Jonas D. et al. Interactions between Bacteriophage, Bacteria, and the Mammalian Immune System. Viruses. 2019
  • JURAC, Katja; NABERGOJ, Dominik; PODGORNOKI, Ales. Bacteriophage production processes. Applied Microbiology and Biotechnology. Vol 103. 2 ed; 685-694, 219
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