Caracterização dos bacteriófagos ZC01 e ZC03 e avaliação de seu potencial para fagoterapia em infecções por Pseudomonas aeruginosa - Santos Junior, Ariosvaldo Pereira dos (2020)
Vírus que utilizam bactérias como hospedeiros para sua propagação são denominados bacteriófagos ou fagos. A partícula viral (vírion) contém uma cópia do genoma do fago envolto por uma capa proteica ou lipídica e proteica de morfologia variada. Os fagos se propagam através do ciclo de vida lítico ou lisogênico. No ciclo lítico, após interação do vírion com moléculas receptoras da superfície bacteriana, o fago injeta o material genético na célula, novas partículas virais são produzidas e liberadas para o ambiente pela lise da célula bacteriana. Além da atividade bactericida propriamente dita, os fagos possuem enzimas, genericamente denominadas de despolimerases, que degradam polissacarídeos bacterianos e poderiam ser utilizadas como antibacterianos. Nos últimos anos, o interesse no uso de fagos como agente terapêutico (fagoterapia) foi retomado como estratégia para o controle biológico de bactérias multidrogarresistentes. Em trabalho anterior foram isolados fagos de amostras de compostagem utilizando-se o patógeno oportunista Pseudomonas aeruginosa (cepa PA14) como bactéria hospedeira. O fago ZC01 foi classificado no grupo denominado Siphoviridae YuA-like (família Siphoviridae) e o fago ZC03 pertence a um novo clado no grupo denominado Podoviridae N4-like (família Podoviridae). ZC01 e ZC03 são líticos para PA14 e se mostraram capazes de dissolver o biofilme dessa cepa. Neste trabalho tivemos como objetivos aprofundar a caracterização dos fagos ZC01 e ZC03 e avaliar seu potencial para fagoterapia na infecção por P. aeruginosa em modelo de Galleria mellonella. Determinamos que o fago ZC01 tem um período de latência de 100 minutos e produz ~87 partículas virais por célula infectada (burst size) aos 120 minutos do início da infecção, diferentemente do relatado para o fago ZC03 que possui um período latente de 50 minutos e burst size de aproximadamente 10 fagos. Nossos resultados mostraram que os fagos ZC01 e ZC03 são mais estáveis em temperaturas e pHs compatíveis com os fisiológicos (25°C e 37°C, pH 7,5) sendo que apresentam importante redução da viabilidade em pHs ácidos e alcalinos ou temperaturas acima de 60°C. Através de análises de proteômica, estimamos que os vírions de ZC01 e ZC03 sejam constituídos por, no mínimo, 27 e 40 proteínas, respectivamente, as quais incluem, além de proteínas estruturais típicas, como proteínas do capsídeo, cauda e de fibras da cauda, enzimas relacionadas a interação do fago e seu hospedeiro e proteínas com função ainda desconhecida. Apresentamos evidência empírica de que o fago ZC01 apresenta atividade de despolimerase possivelmente codificada por um domínio da ORF ZC01_066, anotada como proteína da fibra da cauda. Além disso, confirmamos que estes dois fagos têm uma abrangência restrita e relativamente distinta de isolados clínicos de P. aeruginosa. Finalmente, resultados iniciais mostraram que os fagos ZC01 e ZC03 são capazes de combater, ainda que parcialmente, a infecção por PA14 em larvas de G. mellonella. O desenvolvimento desse trabalho possibilitou o estabelecimento de protocolos de propagação e obtenção de vírions adequados para sua caracterização através de técnicas analíticas, tais como proteômica e microscopia eletrônica, e avaliação de seu potencial para fagoterapia.