Espectrometria de massas com ionização ambiente aplicada no monitoramento da indução de moléculas bioativas em co-cultivo microbiano

Resumo

Actinobactérias, em especial do gênero Streptomyces, são uma fonte inesgotável de metabolitos secundários bioativos, particularmente para a descoberta de novos princípios ativos de interesse industrial. Embora as actinobactérias apresentem a capacidade de biosintetizar uma grande variedade de moléculas, avanços recentes no sequenciamento do genoma revelaram que esses microrganismos têm um potencial ainda maior para produzir metabolitos secundários com uma diversidade estrutural ainda desconhecida. Assim, muitos genes microbianos podem permanecer silenciados "cryptic genes" sob as condições de crescimento artificial em laboratório. Nos últimos dez anos, vários métodos foram desenvolvidos para auxiliar na ativação dessas vias biossintéticas silenciadas. Como alternativa, várias estratégias têm sido aplicadas para a ativação de vias microbianas silenciadas, sendo uma delas o co-cultivo que se baseia no cultivo de dois ou mais microrganismos confinados no mesmo ambiente, mimetizando as comunidades microbianas presentes na natureza. Essas interações podem induzir a ativação de vias silenciadas em cultivo isolado, pois ambos interagem entre si através da liberação de moléculas de sinalização ou defesa. A espectrometria de massa (MS) é a técnica mais específica para a detecção e identificação de metabolitos secundários, sendo capaz de fornecer informações de massa molecular exata, bem como uma riqueza de detalhes estruturais que, em conjunto, fornece uma impressão digital única para cada constituinte da amostra, acelerando a identificação de moléculas inéditas presentes em matrizes complexas. Recentemente, houve uma revolução contemporânea em MS, fundamentada nos conceitos básicos da ionização por electrospray, com o desenvolvimento de uma nova forma de analise direta de amostra através da dessorção/ionização de um analito sobre uma superfície sólida, esta técnica é denominada por ionização ambiente em espectrometria de massas. O desenvolvimento dessas modernas técnicas analíticas em MS, possibilitaram a análise em tempo real da distribuição espacial do perfil metabólico em experimento de co-cultivo, diretamente da placa de Petri, a qual é denominada de espectrometria de massas por imageamento (IMS, do inglês Imaging Mass Spectrometry). A técnica de IMS tem sido eficientemente empregada para retratar a organização espacial dos metabolitos secundários e o papel que eles exercem na interação entre os diferentes microrganismos. Dessa forma, este projeto de estágio de pesquisa no exterior tem como objetivo principal aplicar técnicas modernas em espectrometria de massas para o mapeamento dos metabolitos secundários produzidos por actinobactérias envolvidas em co-cultivos. (AU)