Exploração da interação entre peptídeos antimicrobianos e radiação gama para o desenvolvimento de biossensores.
DOI:
https://doi.org/10.15392/2319-0612.2025.2833Palavras-chave:
Radiação Gama, Biossensor, Peptideo, RadiobiologiaResumo
O avanço contínuo da ciência nuclear associado à biotecnologia tem proporcionado abordagens interdisciplinares inovadoras para superar desafios relacionados à detecção de radiação ionizante. Este estudo investiga o uso de peptídeos antimicrobianos (AMPs), presentes no extrato total da bactéria Paenibacillus polymyxa RNC-D, como potencial elemento sensível no desenvolvimento de biossensores de radiação gama. O extrato total (TE) contendo os AMPs foi irradiado em um irradiador Gamacell 220 com fonte de Co-60 no Centro de Tecnologias das Radiações (CTR) do IPEN, submetido as doses de 0,5, 1,0, 4,0 e 10,0 Gy sob condições controladas. A avaliação da atividade antimicrobiana incluiu testes contra microrganismos clinicamente relevantes, como Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogenes e Candida albicans. Os resultados revelaram que os AMPs, com destaque para o peptídeo da Paenibacillus polymyxa RNC-D, denominado PpRNC-D, presente no extrato fermentativo, mantiveram atividade antimicrobiana após exposição às doses de 0,5 Gy e 1,0 Gy, especialmente contra bactérias Gram-positivas. Contudo, observou-se uma perda considerável de atividade nas doses de 4,0 Gy e 10,0 Gy. Estes achados indicam que, embora os AMPs demonstrem alterações na atividade em função da dose, podendo ser explorados para biossensoriamento, sua estabilidade funcional é limitada em doses mais elevadas de radiação. Este trabalho ressalta o potencial específico destes AMPs como base para biossensores portáteis e econômicos, aplicáveis em monitoramento ambiental e segurança radiológica dentro de determinadas faixas de dose.
Downloads
Referências
[1] Alfaya, A. A. S., Kubota, L. T. A utilização de materiais obtidos pelo processo de Sol-Gel na construção de biossensores. Química Nova, v. 25, n. 5, pp. 835-841, 2002.
[2] Chilton, A. B., Shultis, J. K. and Faw, R. E. (1984). Principles of Radiation Shielding, Prentice-Hall.
[3] Choi, S. K. et al. Identification and functional analysis of the fusaricidin biosynthetic gene of Paenibacillus polymyxa E681. Biochem Biophys Res Commun, v. 365, pp. 89-95, 2007.
[4] CLSI. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. 34th ed. CLSI supplement M100. Clinical and Laboratory Standards Institute, 2024.
[5] Conklin, James & Walker, Richard. (2009). Military Radiobiology. International Journal of Radiation Biology, INT J RADIAT BIOL. 52. 407
[6] De Cesare, G. B. et al. Antimicrobial Peptides: a New Frontier in Antifungal Therapy. mBio, v. 11, n. 6, pp. 02123-20, 2020.
[7] De Lima, M. R. et al. Estudo do limiar da eficiência funcional de peptídeo antimicrobiano (AMP) sujeito a irradiação gama. International Joint Conference Radio 2022, Poços de Caldas, pp. 363-364, 2022.
[8] D'Orazio, P. Biosensors in clinical chemistry. Clínica Chimica Acta, International Journal of Clinical Chemistry, pp. 1749-176, 2011.
[9] Gu, L. et al. Production of a newly isolated Paenibacillus polymyxa biocontrol agent using monosodium glutamate wastewater and potato wastewater. J Environ Sci, v. 22, n. 9, pp. 1407-1412, 2010.
[10] Huang, X. Y. et al. Exopolysaccharides of Paenibacillus polymyxa: a review. International Journal of Biological Macromolecules, v. 261, pp. 129663, 2024.
[11] Lal, S., Tabacchioni, S. Ecology and biotechnological potential of Paenibacillus polymyxa: a minireview. Indian Journal Microbiology, n. 49, pp. 2-10, 2009.
[12] Nardi, D. T. Estudo dos efeitos da radiação gama na estrutura de alguns peptídeos de relevância biológica. Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, 2009.
[13] NCCLS. Método de Referência para Testes de Diluição em Caldo para a Determinação da Sensibilidade a Terapia Antifúngica das Leveduras; Norma Aprovada—Segunda Edição. Norma M27-A2 do NCCLS (ISBN 1-56238-469-4). NCCLS, Wayne, Pennsylvania, Estados Unidos, 2002.
[14] Okarvi, S. M., Maecke, H. R. Peptides for Nuclear Medicine Therapy: chemical properties and production. Therapeutic Nuclear Medicine, [S.L.], pp. 105-123, 2013.
[15] Serrano, N. F. G. Produção de compostos antimicrobianos por Paenibacillus polymyxa RNC-D: otimização das condições de cultivo, purificação e caracterização dos bioprodutos. Universidade Federal de São Carlos, 2014.
[16] Hing, J. N.; Jong, B. C.; Liew, P. W. Y.; Ellyna, R. E.; Shamsudin, S. Gamma Radiation Dose-Response of Gram-Positive and Gram-Negative Bacteria. Malaysian Applied Biology, v. 51, n. 5, p. 107–112, 2022.
[17] Tauhata, L., Salati, I., Di Prinzio, R., Di Prinzio, M. Radioproteção e Dosimetria: Fundamentos. 10ª ed. Rio de Janeiro: Instituto de Radioproteção e Dosimetria, CNEN, 2014.
[18] Thomazini, B. S. Desenvolvimento de biossensor óptico para detecção de microrganismos patogênicos. Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2016.
[19] Wang, J. Electrochemical biosensors: towards point-of-care cancer diagnostics. Biosensors and Bioelectronics, v. 21, n. 10, pp. 1887-1892, 2006.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Categorias
Licença
Direitos autorais (c) 2025 Fabiane Modenese Garbim, Marcela Rabelo De Lima , Giulianna Santos Pereira, João Nilton Conceição Bandeira, Álvaro José Mendes-Boareto, Fernando Manuel Araújo-Moreira, N.F.G. Serrano

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Declaro que o presente artigo é original, não tendo sido submetido à publicação em qualquer outro periódico nacional ou internacional, quer seja em parte ou em sua totalidade. Declaro, ainda, que uma vez publicado na revista Brazilian Journal of Radiation Sciences, editada pela Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, o mesmo jamais será submetido por mim ou por qualquer um dos demais co-autores a qualquer outro periódico. Através deste instrumento, em meu nome e em nome dos demais co-autores, porventura existentes, cedo os direitos autorais do referido artigo à Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, que está autorizada a publicá-lo em meio impresso, digital, ou outro existente, sem retribuição financeira para os autores.
Licença
Os artigos do BJRS são licenciados sob uma Creative Commons Atribuição 4.0 Licença Internacional, que permite o uso, compartilhamento, adaptação, distribuição e reprodução em qualquer meio ou formato, desde que você dê o devido crédito ao (s) autor (es) original (is) e à fonte, forneça um link para a licença Creative Commons, e indique se mudanças foram feitas. As imagens ou outro material de terceiros neste artigo estão incluídos na licença Creative Commons do artigo, a menos que indicado de outra forma em uma linha de crédito para o material. Se o material não estiver incluído no licença Creative Commons do artigo e seu uso pretendido não é permitido por regulamentação legal ou excede o uso permitido, você precisará obter permissão diretamente do detentor dos direitos autorais. Para visualizar uma cópia desta licença, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/