Guardião microbiano: nova técnica protege microrganismos em ambientes extremos e no espaço

São PauloPesquisadores do MIT descobriram uma forma de tornar microrganismos fortes o suficiente para suportar condições adversas. Eles misturam bactérias com aditivos seguros aprovados pela FDA. Essas misturas ajudam a estabilizar vários microrganismos, como leveduras e bactérias. Os pesquisadores demonstraram que essas misturas podem resistir a altas temperaturas, radiação e processos industriais que geralmente danificam os microrganismos.

Cientistas enviaram esses micróbios para a Estação Espacial Internacional e agora estão verificando se os micróbios sobreviveram à viagem.

Eles focaram principalmente no estudo de tipos específicos de microrganismos.

Escherichia coli Nissle 1917: Um probiótico utilizado no tratamento da diarreia do viajante. Ensifer meliloti: Uma bactéria que auxilia no crescimento das plantas fixando nitrogênio no solo. Lactobacillus plantarum: Uma bactéria usada na fermentação de alimentos. Saccharomyces boulardii: Um fermento utilizado como probiótico.

A equipe trabalhou na descoberta de substâncias que ajudam os micróbios a permanecerem vivos quando secos em pó através da liofilização. Normalmente, transformar esses micróbios em comprimidos ou pílulas não é possível, pois envolve solventes orgânicos prejudiciais. A equipe do MIT desenvolveu um método misturando bactérias com cerca de 100 ingredientes seguros diferentes para ver quais mantêm os microrganismos vivos à temperatura ambiente por 30 dias.

Pesquisadores descobriram que açúcares e peptídeos eram mais eficazes. Eles realizaram mais testes com o probiótico E. coli Nissle 1917. Ao combinar cafeína ou extrato de levedura com um açúcar chamado melibiose, criaram uma mistura estável chamada "formulação D." Essa fórmula permitiu que mais de 10% dos microrganismos sobrevivessem após seis meses armazenados a 37 graus Celsius. Em comparação, a versão comercial durou apenas 11 dias nas mesmas condições.

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A Formulação D resistiu a altos níveis de radiação ionizante, chegando a suportar até 1.000 grays. Para efeito de comparação, a dose de radiação na Terra é de cerca de 15 micrograys por dia, enquanto no espaço é de aproximadamente 200 micrograys por dia.

Os pesquisadores ainda não sabem com certeza como os aditivos protegem as bactérias. Eles acreditam que esses ingredientes possam ajudar a manter as membranas celulares das bactérias estáveis durante o processo de reidratação.

A equipe então testou se esses microrganismos resistentes continuavam funcionando normalmente após enfrentarem condições adversas. O Ensifer meliloti ainda conseguia formar nódulos benéficos nas raízes das plantas e converter nitrogênio em amônia mesmo após ser exposto a temperaturas de até 50 graus Celsius. A versão modificada de E. coli Nissle 1917 ainda conseguia inibir o crescimento de Shigella flexneri, causadora de diarréias fatais em países de baixa e média renda.

No ano passado, cientistas enviaram microrganismos extremófilos para a ISS. Eles acabaram de retornar à Terra. A equipe agora está comparando as amostras mantidas dentro da ISS, aquelas fixadas do lado de fora e as amostras de controle na Terra.

O financiamento da pesquisa veio do Translational Research Institute for Space Health da NASA, do Space Center Houston, do Departamento de Engenharia Mecânica do MIT e do 711º Esquadrão de Desempenho Humano da DARPA (Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa). O artigo também foi escrito por Johanna L'Heureux, Emily Kolaya, Gary Liu, Kyle Martin, Husna Ellis, Alfred Dao, Margaret Yang, Zachary Villaverde, Afeefah Khazi-Syed, Qinhao Cao, Niora Fabian, Joshua Jenkins, Nina Fitzgerald, Christina Karavasili, Benjamin Muller e James Byrne.