Biologia do gene pheA de Mycobacterium tuberculosis : clonagem, seqüenciamento e superexpressão do seu produto - a proteína prefenato desidratase

A Tuberculose (TB) é a principal causa de óbitos entre as doenças infecciosas causadas por um único agente. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS) o agente etiológico da TB no homem, o complexo Mycobacterium (M. tuberculosis, M. africanum, M. bovis) é responsável por cerca de 8 milhões de novas infecções e 3 milhões de mortes a cada ano no mundo. No começo da década de 80, a reemergência da TB em países em desenvolvimento deve-se à crescente incidência do Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV), à falta de recursos para o tratamento desta doença e à proliferação de cepas resistentes a múltiplas drogas (MDR-TB). Esta situação criou a necessidade da busca por novos agentes antimicobacterianos capazes de reduzir o tempo de tratamento, melhorar a adesão dos pacientes ao mesmo e ser efetiva contra cepas MDR-TB. A via do chiquimato leva à biossíntese do corismato, o precursor de aminoácidos aromáticos, tirosina, triptofano e fenilalanina. A primeira reação na biossíntese de fenilalanina envolve a conversão de corismato a prefenato, catalisada pela corismato mutase. A segunda reação na biossíntese de fenilalanina é a descarboxilação e desidratação de prefenato a fenilpiruvato, catalisada pela prefenato desidratase. Embora ausente em mamíferos, esta via está presente em bactérias, algas, fungos, plantas e parasitos do Phyllum Apicomplexa. Esta rota é essencial em M. tuberculosis e, portanto, suas enzimas representam alvos potenciais para o desenvolvimento de novas drogas antimicobacterianas. O objetivo deste trabalho foi estudar o gene pheA da linhagem de M. tuberculosis H37Rv e seu produto, a enzima prefenato desidratase Para isso, DNA genômico de M. tuberculosis H37RV foi extraído e o gene pheA foi amplificado pela técnica de PCR, clonado no vetor de expressão pET-23a(+), seqüenciado e superexpresso em células de Escherichia coli BL21(DE3). Os resultados obtidos confirmaram a região predita para o gene pheA, que foi amplificado com sucesso, mostrando 963 pb, sendo que a presença de 10% dimetil sulfoxido (DMSO) mostrou ser essencial para permitir a desnaturação do DNA rico em bases G-C. Análise da seqüência nucleotídica pelo método de Sanger confirmou a identidade do gene clonado e demonstrou que nenhuma mutação foi introduzida pelos passos de PCR e clonagem. A enzima prefenato desidratase foi superexpressa em células de E. coli BL21(DE3) eletroporadas com pET-23a(+)::pheA. Análise por SDS-PAGE mostrou expressão significativa de uma proteína com aproximadamente 33kDa, estando de acordo com a massa molecular esperada para a prefenato desidratase. A proteína recombinante foi superexpressa sem a adição de IPTG, e a presença da proteína pôde ser detectada em todos os intervalos de tempo testados (6, 9 e 24 horas depois da OD600nm alcançar o valor de 0,5). Foi realizado ensaio enzimático com a prefenato desidratase de acordo com Gething et al. (1976) utilizando prefenato de bário como substrato e coeficiente de extinção molar de 17.500 a 320 nm para calcular a concentração de fenilpiruvato. Houve um aumento de 1766 vezes na atividade específica da prefenato desidratase no extrato bruto da proteína recombinante em relação ao controle, no qual o vetor pET23a(+) sem o gene pheA foi introduzido em células de E. coli BL21(DE3).

Epidemiologia molecular da tuberculose resistente a múltiplos fármacos no Rio Grande do Sul

A tuberculose resistente a múltiplos fármacos (TB MDR) é definida como uma forma de tuberculose (TB) causada por Mycobacterium tuberculosis resistente a pelo menos isoniazida e rifampicina. A TB MDR é um problema mundial crescente resultante da não adesão dos pacientes ao tratamento e pelo gerenciamento ineficaz da doença pelos sistemas de saúde. Este estudo foi realizado com o objetivo de identificar os fatores de risco e os padrões de transmissão da TB MDR no Estado do Rio Grande do Sul, comparando os resultados obtidos com aqueles casos de TB suscetíveis aos fármacos. Durante os anos de 1999 e 2000 foram identificados 60 isolados MDR no Laboratório Central do RS (LACEN) e 202 isolados suscetíveis aos fármacos anti-TB. Estes isolados foram analisados utilizando a técnica de Polimorfismo do Tamanho dos Fragmentos de Restrição (RFLP) baseado no IS6110. Os dados clínicos e demográficos dos pacientes portadores destas linhagens também foram analisados. Nos isolados que apresentaram seis ou menos cópias de IS6110 foi realizada uma segunda técnica de genotipagem, o Spoligotyping. Os pacientes portadores de linhagens de M. tuberculosis com padrões idênticos foram considerados clusters. Foi observado que entre os 262 isolados, 94 (36%) pertenciam a 20 distintos clusters, e após a análise por Spoligotyping, 89 destes isolados (34%) permaneceram em cluster. Os isolados MDR não diferiram estatisticamente dos isolados suscetíveis na proporção de formação de cluster. Foi observada associação significante entre a ocorrência de TB MDR e tratamento prévio (p < 0,001) e falência no tratamento (p < 0,001). No entanto, os pacientes HIV positivos foram associados com TB suscetível (p = 0,024). Também foi identificado que pacientes não casados desenvolveram mais TB devida à transmissão recente (p < 0,005). A introdução da terapia supervisionada de curta duração (DOTS) no RS será importante, pois auxiliará na diminuição das taxas de falência e abandono de tratamento, evitando o desenvolvimento de novas linhagens MDR.