Quorum Sensing

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Quorum Sensing

• Ana Clara
• Elisa
• João Lucas
• Ricardo

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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.

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Funcionamento

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

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Quorum Sensing

• Primeiro em Vibrio fischeri
• Simbionte de animais marinhos
• Acyl-HSL Produção de
  luciferase

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Importância

• Fundamental em vários processos
• interações com organismos superiores
• regulação da virulência
• formação do biofilme
• regulação da expressão de genes

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Importância

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

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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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(No Transcript)
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Doenças infecciosas

• QS alvo da droga

Bactérias patogênicas em nãopatogênicas
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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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(No Transcript)
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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

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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.

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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
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QS em Gram Positivas

• Os AIs são peptideos(AIP)
• AIPs não se difundem na membrana celular
• Fosforilação /desfosforilação em cascata.

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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.

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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.
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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.
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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.

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Inibição de QS

• Antagonista natural de AI, derivado de furanona
• Dellsea puichra produz vários derivados
  halogenados furanos

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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.
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Degradação de AHL

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

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Degradação de AHL

• Lactonases que hidrolisam AHL Bacilos
• Proteína AiiA ( gene aiiA)

Clonado
As plantas transgênicas expressando aiiA
bacteriano e provaram ser muito menos sensível à
infecção por E. carotovora
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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.

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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

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Referências

• Bassler, L. B. How bacteria talk to each other
  regulation of gene expression by quorum sensing.
  Current Opinion in Microbiology, n. 2, p.
  582-587, 1999.
• 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. 169-182, 2006.