Poderia o 'muco de designer' ser um remédio do futuro?

Micrografia de luz da glândula salivar humana, células mucosas e um ducto

  • O muco reveste as superfícies internas do corpo, onde atua como uma barreira contra patógenos e uma fonte de alimento para bactérias amigáveis.
  • Seus principais constituintes são as mucinas - proteínas salpicadas com moléculas de açúcar em padrões distintos que determinam como o muco interage com microrganismos benéficos e patogênicos.
  • Os cientistas criaram agora uma plataforma baseada em células para a produção dessas mucinas com propriedades específicas sob encomenda.
  • Os pesquisadores poderiam usar a plataforma para desenvolver tratamentos à base de mucina para infecções virais e bacterianas.

O muco é um material viscoso com uma ampla gama de funções vitais na interface entre o corpo e o mundo exterior.

Ele reveste as células que revestem os pulmões, o intestino e o trato genital, onde fornece uma barreira contra substâncias nocivas e atua como um lubrificante.

No intestino, como em outras superfícies do corpo, o muco também atua como um guardião, excluindo patógenos e admitindo microorganismos benéficos.

Os principais constituintes do muco são as mucinas, que são proteínas decoradas com padrões distintos de moléculas de açúcar.

Eles não apenas fornecem uma fonte de alimento para as bactérias, mas também podem atuar como âncoras para mantê-las no lugar quando se ligam a moléculas nas paredes das células bacterianas chamadas adesinas.

Ao se ligar às adesinas dos patógenos, as mucinas secretadas em fluidos como a saliva e as lágrimas podem impedir que esses micróbios se aglutinem. As mucinas também podem dissolver os "biofilmes" dos patógenos.

Biofilmes são um agregado de bactérias que colaboraram para formar camadas finas nos dentes e em outras superfícies de tecido. Em alguns casos, os biofilmes podem ter um impacto negativo na saúde.

Os padrões das moléculas de açúcar nas mucinas, portanto, desempenham um papel vital na determinação de como o corpo interage com os microorganismos.

Os mucinos são difíceis de isolar e estudar, entretanto, nossa compreensão de como eles funcionam tem sido limitada.

Agora, uma equipe de pesquisadores desenvolveu uma maneira de criar mucinas humanas que exibem padrões específicos de moléculas de açúcar.

Uma equipe liderada por pesquisadores do Copenhagen Center for Glycomics pode agora programar geneticamente culturas de laboratório de células renais embrionárias humanas para produzir mucinas que se ligam a adesinas bacterianas específicas.

Seu trabalho aparece na Nature Communications.

Mucins com receita

Os autores acreditam que os médicos poderão um dia prescrever mucinas que promovem o crescimento de espécies benéficas ou inibem espécies causadoras de doenças.

“Um número incrível de doenças tem ligação com a flora intestinal, mas ainda sabemos muito pouco sobre como podemos controlar a flora intestinal no tratamento de doenças. É aqui que as mucinas sintéticas podem abrir novas opções de tratamento ”, diz Yoshiki Narimatsu, professor associado de glicobiologia da Universidade de Copenhagen e um dos principais autores do estudo.

“Em última análise, pode-se imaginar o uso das mucinas como material prebiótico, ou seja, como moléculas que auxiliam as bactérias boas no corpo”, acrescenta.

Os pesquisadores também especulam que mucinas artificiais podem ser usadas em vez de antibióticos para tratar infecções bacterianas.

Por exemplo, os médicos poderiam implantar versões sintéticas das mucinas na saliva e nas lágrimas para eliminar bactérias que, de outra forma, formariam biofilmes prejudiciais.

“Imaginamos que, em vez de usar antibióticos, você poderia produzir, por exemplo, colírios com a mucina que normalmente remove a bactéria no tratamento de infecções oculares”, diz o Dr. Narimatsu.

Competição pelo vírus da gripe

Mucins podem até ser implantados para competir com o vírus da gripe comum e evitar que infecte as células que revestem o nariz, a traqueia e os pulmões.

Para infectar as células do trato respiratório, o vírus se agarra às moléculas de açúcar chamadas de ácidos siálicos nas membranas das células.

Mas para liberar partículas de vírus recém-criadas e continuar a infecção, o vírus precisa usar uma enzima para quebrar sua ligação com os ácidos siálicos.

“Os mucinos contêm grandes quantidades de ácidos siálicos”, disse o co-autor Prof. Henrik Clausen ao "Detonic.shop".

Esses ácidos não apenas se ligam a partículas de vírus livres, o que os impede de se prenderem às células hospedeiras no nariz, pulmões ou ambos - eles também competem pelo uso da enzima que libera novas partículas de vírus.

“Neste artigo, estudamos apenas o efeito sobre [a] liberação do vírus e descobrimos que mucinas específicas com ácido siálico bloqueiam [a] liberação do vírus influenza e, portanto, sua capacidade de propagar e disseminar a infecção”, Prof. Clausen explicou.