Bioprospecção de Bacteriófagos Líticos Frente a Cepas Patogênicas de Escherichia coli EPEC e UPEC

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Bioprospecção de Bacteriófagos Líticos 
Frente a Cepas Patogênicas de Escherichia 
coli EPEC e UPEC
Aluna: Keyla Antônia Batista de Miranda Souza
Orientador: Prof. Dr. José Daniel G. Vieira
introdução
● Resistência bacteriana;
● Impacto na saúde pública;
● Alternativas terapêuticas;
● Definição de fagoterapia (uma esperança).
https://viva.org.uk/health/global-health-threats/factory-farms-a-breeding-ground-
for-disease/antibiotic-resistance-superbugs-on-the-rise/
Fonte: Laryssa M. de Souza
Introdução
Histórico da fagoterapia
Hoje em dia:
https://www.blogs.unicamp.br/meiodecultura/2021/11/22/o-inimigo-do-meu-inimigo/
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https
://www.loreal.com/-/media/project/loreal/brand-sites/corp/ma
ster/lcorp/press-releases/research-and-innovation/loral-sign
s-license-agreement-with-dutch-biotech-micreos-world-lead
er-in-targeted-bacterial-bi/tc6-m4j4ihwd-1-3.pdf?rev=f70f8d
27e28b4ec6af7ee24081f4b96c
E. coli
Escherichia coli
● EPEC 
Escherichia coli
● UPEC 
Escherichia coli
● Morfologia: bastonete (bacilo), gram-negativa.
● Tamanho: cerca de 2 micrômetros de comprimento.
● Mobilidade: geralmente móvel, com flagelos.
● Respiração: Anaeróbia facultativa (cresce com ou sem 
oxigênio).
● Habitat: normalmente habita o intestino de humanos e 
animais de sangue quente (microbiota intestinal).
 
Possui fímbrias do 
tipo P e outras 
proteínas adesivas - 
Reservatórios 
intracelulares e 
biofilmes
Adesão e eliminação
https://images.app.goo.gl/w
D6Z9aASQXaknEWH9
O bacteriófago
● Hospedeiro específico
● Material genético: DNA ou RNA 
● Reprodução: intracelular obrigatório
Família
Replicação do Bacteriófago
Avanços Biotecnológicos na Fagoterapia
● Fagos modificados por CRISPR
● Fagoderivados- (Endolisinas)
Seguras - altamente específica para peptideoglicanos que é exclusivo de bactérias
https://www.micreos.com/science/
Abordagens Combinadas na Fagoterapia
 Antibióticos
Fagos Probióticos
 
 Nanopartículas
https://images.app.goo.gl/d1qKme3JyQLg566k9
Vantagens da fagoterapia
Por que estudar bacteriófagos?
 ✅ Alta especificidade
 ✅ Preservação da microbiota intestinal
 ✅ Menor risco de efeitos adversos
 ✅ Capacidade de coevolução com bactérias-alvo
 ✅ Aplicação em infecções urinárias, intestinais e 
hospitalares Fonte: Própria autoria
Desafios
Resistência aos Fagos
● Bactérias podem desenvolver resistência aos fagos, assim como aos antibióticos.
● Mecanismos:
○ Alteração de receptores celulares.
○ Produção de enzimas antivirais.
○ Bomba de efluxo
○ Transferência gênica
● Estratégias mitigadoras:
○ Uso de coquetéis de fagos.
○ Fagos modificados por CRISPR para atacar genes específicos.
Tempo e Eficiência Terapêutica
● Fagos necessitam de tempo para se multiplicar e atuar.
● Riscos:
○ Infecções agudas podem evoluir antes da resposta eficaz.
● Soluções em estudo:
○ Sistemas de liberação controlada (ex: nanopartículas).
○ Aumento da dose inicial e escolha de fagos de ação rápida
Desafios
Fonte: Própria autora
 Barreiras Regulatórias 
● Ausência de marcos regulatórios específicos para fagoterapia.
● Órgãos reguladores exigem:
○ Padronização da produção.
○ Garantia de segurança e eficácia.
● Obstáculos adicionais:
○ Patentes de fagos personalizados;
○ Aceitação por médicos e pacientes;
○ Barato, fácil mas não lucrativo.
Desafios
https://www.forbes.com/sites/quora/2018/03/28/why-bacteriopha
ge-therapy-wont-solve-the-problem-of-antibiotic-resistance/
Justificativa e Relevância
● Crescente resistência bacteriana
● Limitações dos antibióticos
● Potencial da fagoterapia como solução
● Importância do estudo para o avanço 
científico
Objetivos
● Geral: Prospectar e caracterizar bacteriófagos com atividade lítica frente E. coli 
EPEC e UPEC em amostras de água de Goiânia.
Objetivos
● Específicos:
1. · Isolar e identificar bacteriófagos presentes em amostras de água coletadas do Córrego Botafogo, Goiânia, GO e da 
Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), Goiânia II, Goiânia, GO;
2. · Testar in vitro a capacidade antagônica dos bacteriófagos líticos isolados, frente E. coli EPEC e UPEC, visando 
seu controle biológico;
3. · Testar os isolados frente a cepas de Lactobacillus para futura utilização em formulações de probióticos.
4. · Identificar por microscopia eletrônica de varredura morfologia dos fagos.
5. · Fornecer dados científicos sobre o tema abordado, a fim de auxiliar uma futura abordagem terapêutica.
Material e métodos
Local de coleta:
● Coleta
● Transporte e 
armazenamento
● Local de realização 
do experimento
Origem: Lamab
Preparo da amostra de água:
Material e métodos
A Bactéria
Reativação da Cepa:
 
Material e métodos
Preparo da Bactéria
● Inoculação: Alça bacteriana 
em 5 mL de caldo nutriente + 
0,5% CaCl₂
● Incubação: 37°C, 130 R.P.M. 
(até turvação = McFarland 0,5 
→ 1,5 × 10⁸ UFC/mL)
Material e métodos
Técnica de dupla camada de ágar
Material e métodos
Clorofórmio (+)
Salina (-)
Fago
Material e métodos
Small Spot (determinar o espectro de ação do fago)
Estocagem
Resultados
Isolamento
Resultados
Purificação
1 2
3 4
Legenda:
1 - ɸ53
2 - ɸ75C 
3 - ɸ76I
4 - ɸ90
Resultado: Titulação
Resultados
Small Drop frente a E. coli
Resultados
Fagos purificados
Fagos E. coli 
EPEC 89
E. coli 
EPEC 53
E. coli 
EPEC 90
E. coli 
EPEC 99
E. coli 
UPEC 74
E. coli 
UPEC 75
E. coli 
UPEC 76
ɸ 53 - + - + - + -
ɸ 75C - - - + - + -
ɸ 76I + + + + - + +
ɸ 90 + - + + - + -
Resultados
Small Drop frente a Lactobacillus
 Limitações e Perspectivas
● Perda de cepas;
● Ausência de 
caracterização 
genômica;
● Avaliação lítica 
apenas in vitro.
● Caracterizar 
microscopicamente 
● Realizar análise 
Genômica e 
Proteômica;
● Estudos in vivo;
● Fortalecimento 
científico da 
fagoterapia.
Conclusão
Foram isolados nove bacteriófagos de ambientes urbanos contaminados (ETE e Córrego Botafogo).
Porém foram purificados apenas quatro.
 
Os fagos mostraram atividade lítica eficaz frente a cepas patogênicas de E. coli EPEC e UPEC.
Houve variação no espectro de ação dos fagos entre diferentes cepas bacterianas.
Nenhum fago apresentou lise frente a cepas de Lactobacillus, evidenciando especificidade.
Agradecimentos e Perguntas
Referências
Abdelrahman F, Easwaran M, Daramola OI, Ragab S, Lynch S, Oduselu TJ, et al. Phage-encoded endolysins. Antibiotics 2021;10:1–31. 
https://doi.org/10.3390/antibiotics10020124
Anomaly J. The future of phage: Ethical challenges of using phage therapy to treat bacterial infections. Public Health Ethics 
2020;13:82–8. https://doi.org/10.1093/phe/phaa003.
Balcha FB, Neja SA. CRISPR-Cas9 mediated phage therapy as an alternative to antibiotics. Animal Diseases 2023;3. 
https://doi.org/10.1186/s44149-023-00065-z.
Clokie M, Kropinski AM. Bacteriophages Methods and Protocols; Isolation, Characterization, and Interactions. 2009.
Jiang H, Li Y, Cosnier S, Yang M, Sun W, Mao C. Exploring phage engineering to advance nanobiotechnology. Mater Today Nano 
2022;19:100229. https://doi.org/10.1016/J.MTNANO.2022.100229.
Muito obrigada!