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Dos intestinos humanos ao fundo do mar: os microrganismos povoam quase todos os habitats, por mais hostis que sejam. Sua grande variedade de estratégias de sobrevivência é de enorme potencial em biotecnologia. A maioria desses organismos, no entanto, é desconhecida, porque não pode ser cultivada. Para fazer melhor uso dessa “matéria escura microbiana”, uma equipe de pesquisadores do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) desenvolveu uma “esponja” feita de silicone poroso e moldável. Embutido em um chip, o material suga microrganismos do ambiente, que podem ser aplicados em pesquisas posteriores. As descobertas são publicadas em ACS — Material Aplicado e Interfaces.
“É surpreendente que ninguém tenha pensado em usar silicone medicinal para a colonização de bactérias”, diz Christof Niemeyer, professor de Biologia Química do Instituto de Interfaces Biológicas-1 do KIT. As vantagens são óbvias, ressalta. O polímero especial usado para, por exemplo, implantes mamários não interage com o ambiente. Pode ser modificado facilmente, tem vida longa e é barato. Niemeyer e sua equipe o encontraram por acaso. Os resultados superaram as expectativas, diz o químico. “O material pode absorver microorganismos do ambiente, por mais úmido ou seco que esteja. Para isso, o silicone precisou ser processado até ficar com uma estrutura porosa e esponjosa”, explica.
“Captura” de bactérias muito diferentes
Experimentos revelaram que esta esponja de silicone captura uma gama muito grande de microorganismos em seus orifícios. No ar seco de uma granja avícola, a equipe identificou Actinobacteriota espécies. Esses microrganismos são necessários para a produção de antibióticos. Além disso, eles podem ser aplicados para produzir substâncias para tratar certas doenças cancerígenas. “Com a esponja, podemos pegar novas bactérias que podem beneficiar a biomedicina”, pensa Niemeyer.
Algo semelhante aconteceu quando a esponja de silicone foi imersa em uma piscina para cultivar lucioperca. Os pesquisadores encontraram muitas bactérias pertencentes ao Radiação dos filos candidatos grupo, muito mais do que em material convencional disponível comercialmente. “Esses microorganismos representam cerca de 70% da matéria escura microbiana, pois até agora não foram cultiváveis”, explica a professora Anne-Kristin Kaster. Com sua equipe no KIT Institute for Biological Interfaces-5, ela analisou os microorganismos capturados usando a mais recente tecnologia de sequenciamento.
Esponja de Silicone Produzida com Sal de Cozinha
A equipe também provou que a esponja pode enriquecer bactérias selecionadas, se for preparada adequadamente. Por exemplo, microorganismos que processam glifosato foram “atraídos” para a esponja usando esse pesticida. E em contato com amostras de solo, o material poroso foi colonizado por micróbios em poucos dias.
Para tornar o silicone médico habitável para microorganismos, os pesquisadores tiveram que processar o material de uma nova maneira. A equipe adicionou sal de cozinha ao polímero, que foi dissolvido novamente depois. Como resultado, pequenos orifícios conectados por pequenas passagens se desenvolveram. Obteve-se a estrutura esponjosa desejada. Para as aplicações, os pesquisadores então formaram um “chip”. Esta pequena unidade consiste no mesmo silicone que a esponja, mas em sua forma homogênea e não porosa.
“O chip de silicone, que é a combinação de esponja e chip, pode ser produzido facilmente com métodos padrão em praticamente qualquer tamanho e quantidade”, diz Niemeyer. “A robusta ferramenta de pesquisa obtida pode ser usada em praticamente qualquer ambiente. Tudo indica que esse chip é altamente adequado para a investigação sistemática da matéria escura microbiana. Ele abre opções interessantes para o cultivo de microorganismos que não podiam ser cultivados até agora .”
Os principais autores entraram com um pedido de patente para o chip de silicone. (ih)
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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