Streptomyces: As Bactérias do Solo que Revolucionaram a Medicina Moderna

Streptomyces é um gênero de bactérias filamentosas gram-positivas responsável pela produção de aproximadamente 80% dos antibióticos naturais utilizados atualmente na medicina. Pertencentes à família Streptomycetaceae e à classe dos actinomicetos, essas bactérias habitam principalmente o solo e são reconhecidas pela produção de mais de 500 espécies catalogadas, cada uma com potencial único para sintetizar compostos bioativos de interesse farmacêutico e agrícola.

A relevância dessas bactérias ganhou destaque mundial em outubro de 2025, quando pesquisadores das universidades de Warwick (Reino Unido) e Monash (Austrália) descobriram um composto antimicrobiano 100 vezes mais potente que antibióticos convencionais a partir da espécie Streptomyces coelicolor. Esta descoberta reforça o potencial ainda inexplorado deste gênero bacteriano no combate às superbactérias resistentes.

Streptomyces representa uma das mais importantes fontes de compostos bioativos da natureza, sendo fundamental para o desenvolvimento de tratamentos contra tuberculose, câncer, infecções fúngicas e parasitárias.

Neste artigo, você encontrará informações completas sobre:

• Características morfológicas e genéticas únicas do gênero Streptomyces
• História da descoberta da estreptomicina e o Prêmio Nobel de 1952
• Principais antibióticos produzidos por diferentes espécies
• Aplicações na agricultura e biocontrole de pragas
• Ciclo de vida e mecanismos de produção de metabólitos secundários
• Perspectivas futuras no combate à resistência antimicrobiana
• Perguntas frequentes sobre Streptomyces

O que é Streptomyces e por que é tão importante?

Streptomyces constitui o maior gênero dentro da ordem Actinomycetales, englobando bactérias que se distinguem por seu crescimento filamentoso semelhante a fungos. Diferentemente da maioria das bactérias que possuem cromossomos circulares, as espécies de Streptomyces apresentam cromossomos lineares com alto conteúdo de guanina e citosina em seu DNA.

Estas bactérias são facilmente reconhecidas pelo característico odor de "terra molhada" que produzem, resultado da síntese de um composto volátil chamado geosmina. Este aroma é especialmente perceptível após chuvas, quando a atividade metabólica das colônias no solo aumenta.

O genoma de Streptomyces coelicolor foi completamente sequenciado, revelando 7.825 genes, o que representa um dos maiores genomas bacterianos conhecidos.

A importância médica e industrial dessas bactérias decorre de sua capacidade única de produzir metabólitos secundários com atividades biológicas diversas. Enquanto o metabolismo primário garante a sobrevivência básica do organismo, o metabolismo secundário produz compostos que conferem vantagens competitivas no ambiente natural, incluindo antibióticos, antifúngicos e pigmentos.

Morfologia e características do Streptomyces

As bactérias do gênero Streptomyces apresentam morfologia distintiva que as diferencia de outros procariotos. Seu crescimento ocorre através da formação de hifas vegetativas bem desenvolvidas, com diâmetro aproximado de 0,5 a 2 micrômetros. Estas hifas ramificam-se extensivamente, formando um micélio complexo que penetra o substrato para extrair nutrientes.

O ciclo de vida dessas bactérias envolve transformações morfológicas significativas:

• Fase vegetativa: Germinação de esporos e crescimento do micélio de substrato
• Fase reprodutiva: Formação de hifas aéreas que se diferenciam em cadeias de esporos
• Esporulação: Produção de esporos resistentes para dispersão e sobrevivência

A superfície dos esporos varia entre as espécies, podendo ser lisa, rugosa, espinhosa ou verrugosa. Esta diversidade morfológica auxilia na identificação taxonômica e reflete adaptações a diferentes nichos ecológicos.

Streptomyces evoluiu há aproximadamente 450 milhões de anos, coincidindo com a colonização terrestre pelas plantas verdes, o que estabeleceu uma relação ecológica duradoura.

Condições de cultivo e distribuição geográfica

Streptomyces são bactérias mesófilas que crescem otimamente em temperaturas entre 25°C e 35°C, com pico de desenvolvimento a 30°C. O pH ideal para cultivo situa-se entre 6,5 e 8,0, embora algumas espécies tolerem condições mais ácidas ou alcalinas.

Estas bactérias distribuem-se globalmente e constituem cerca de 80% dos actinomicetos encontrados no solo. Além do ambiente terrestre, ocorrem em sedimentos marinhos, água doce e associadas a organismos vivos como plantas, insetos e animais.

Para cultivo laboratorial, utilizam-se meios como Sabouraud glicosado e Bennett, com glicose como fonte de carbono preferencial. A identificação de espécies requer técnicas moleculares como espectrometria de massas MALDI-TOF ou sequenciamento do gene 16S rRNA.

A descoberta da estreptomicina: um marco na história da medicina

A história dos antibióticos derivados de Streptomyces está intimamente ligada ao trabalho do microbiologista ucraniano-americano Selman Abraham Waksman. Em 19 de outubro de 1943, sua equipe na Universidade Rutgers isolou a estreptomicina a partir da espécie Streptomyces griseus, marcando o início de uma nova era no tratamento da tuberculose.

A estreptomicina foi o primeiro antibiótico eficaz contra o Mycobacterium tuberculosis, bacilo causador da tuberculose que, na época, era a principal causa de morte infecciosa no mundo. Esta descoberta revolucionária rendeu a Waksman o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1952.

Waksman foi pioneiro ao desenvolver métodos sistemáticos de triagem para identificar compostos antimicrobianos em microrganismos do solo, criando o próprio termo "antibiótico" em 1941.

O trabalho de Waksman estabeleceu as bases metodológicas para a descoberta de dezenas de outros antibióticos nas décadas seguintes. Seu laboratório isolou 18 antibióticos diferentes, dos quais estreptomicina, neomicina, candicidin e actinomicina alcançaram sucesso comercial.

Principais antibióticos produzidos por Streptomyces

O gênero Streptomyces é responsável pela produção de uma diversidade impressionante de compostos bioativos. Cada espécie pode sintetizar múltiplos metabólitos secundários, e análises genômicas revelam que mesmo cepas bem estudadas possuem clusters biossintéticos ainda não caracterizados.

Antibióticos antibacterianos

Entre os antibióticos antibacterianos mais importantes derivados de Streptomyces destacam-se:

• Estreptomicina (S. griseus): Primeiro tratamento eficaz para tuberculose
• Neomicina (S. fradiae): Uso tópico em infecções cutâneas
• Cloranfenicol (S. venezuelae): Tratamento de febre tifoide
• Tetraciclina (S. rimosus): Antibiótico de amplo espectro
• Eritromicina (S. erythreus): Alternativa para alérgicos à penicilina
• Vancomicina (S. orientalis): Tratamento de MRSA
• Daptomicina (S. roseosporus): Infecções por gram-positivos resistentes

Antifúngicos

Os antifúngicos poliênicos representam outra classe importante de compostos derivados de Streptomyces:

• Nistatina (S. noursei): Tratamento de candidíase
• Anfotericina B (S. nodosus): Infecções fúngicas sistêmicas graves
• Natamicina/Pimaricina (S. natalensis): Conservante alimentar (E-235) e tratamento de ceratite fúngica

A pimaricina é o único antibiótico aprovado tanto pela União Europeia quanto pela FDA para uso como conservante alimentar, prevenindo o crescimento de fungos em queijos, carnes curadas e alimentos preparados.

Antiparasitários e antitumorais

Streptomyces também produz compostos com atividades antiparasitárias e antitumorais:

• Ivermectina (S. avermitilis): Tratamento de oncocercose (cegueira dos rios) e outras parasitoses
• Bleomicina: Agente quimioterápico antineoplásico
• Daunomicina (S. coeruleorubidus): Tratamento de leucemias

Imunossupressores

Compostos imunossupressores derivados de Streptomyces revolucionaram a medicina de transplantes:

• Tacrolimus: Prevenção de rejeição em transplantes de órgãos
• Sirolimus/Rapamicina: Imunossupressor e revestimento de stents coronários

O ácido clavulânico: protegendo os antibióticos da resistência bacteriana

Uma contribuição particularmente importante de Streptomyces para a medicina moderna é o ácido clavulânico, produzido por Streptomyces clavuligerus. Este composto atua como inibidor de beta-lactamases, enzimas produzidas por bactérias resistentes que degradam antibióticos como a penicilina.

A combinação de amoxicilina com ácido clavulânico (comercializada como Augmentin® e Clavulin®) restaura a eficácia do antibiótico contra cepas bacterianas que desenvolveram resistência mediada por beta-lactamases. Esta estratégia representa um modelo para o desenvolvimento de terapias combinadas contra microrganismos multirresistentes.

Streptomyces na agricultura: biocontrole e promoção de crescimento vegetal

Além das aplicações farmacêuticas, Streptomyces desempenha papel crucial na agricultura sustentável. Estas bactérias são utilizadas como agentes de biocontrole de doenças de plantas e como promotoras de crescimento vegetal, oferecendo alternativas aos agroquímicos sintéticos.

Mecanismos de biocontrole

As espécies de Streptomyces controlam fitopatógenos através de múltiplos mecanismos:

• Antibiose: Produção de compostos antimicrobianos que inibem patógenos
• Competição: Disputa por nutrientes e espaço no solo e rizosfera
• Parasitismo: Ataque direto a estruturas de fungos fitopatogênicos
• Indução de resistência: Ativação dos mecanismos de defesa das plantas

Pesquisas demonstram que Streptomyces lydicus é eficaz no controle de Pythium em sementes de ervilha, algodão e milho, oferecendo proteção comparável a fungicidas químicos.

Promoção de crescimento vegetal

Streptomyces promove o crescimento de plantas através da produção de fitohormônios como o ácido indolacético (AIA), solubilização de fosfato e síntese de sideróforos que aumentam a disponibilidade de ferro para as plantas.

Estudos com culturas de trigo demonstraram que a inoculação de sementes com Streptomyces, combinada com pulverização foliar de metabólitos, resultou em controle de doenças e aumento de massa seca das plantas, evidenciando o duplo benefício dessas bactérias.

Produtos comerciais

Diversos bioprodutos à base de Streptomyces já estão disponíveis comercialmente:

• Actinovate® SP: Formulação de Streptomyces lydicus para controle de doenças fúngicas
• Mycostop®: Biofungicida para proteção de plantas ornamentais e hortícolas

Streptomyces e o combate à resistência antimicrobiana

A resistência antimicrobiana representa uma das maiores ameaças à saúde global do século XXI. A Organização Mundial da Saúde estima que 1,1 milhão de pessoas morrem anualmente devido a infecções resistentes a antibióticos, número que pode atingir 39 milhões nos próximos 25 anos sem novas descobertas terapêuticas.

Neste contexto, Streptomyces permanece como fonte promissora de novos compostos antimicrobianos. Análises genômicas revelaram que cada cepa possui potencial para produzir dezenas de metabólitos secundários, muitos dos quais permanecem "silenciosos" em condições laboratoriais convencionais.

Descoberta recente de novo antibiótico

Em outubro de 2025, pesquisadores identificaram a lactona de pré-metilenomicina C, um composto produzido por Streptomyces coelicolor com potência antimicrobiana excepcional. Este antibiótico demonstrou eficácia contra Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) e Enterococcus faecium resistente à vancomicina (VRE), duas das superbactérias mais preocupantes.

Surpreendentemente, a lactona de pré-metilenomicina C estava "escondida à vista de todos" em uma espécie estudada desde a década de 1950, demonstrando que mesmo organismos bem conhecidos podem guardar segredos terapêuticos.

Estratégias de bioprospecção

Pesquisadores exploram atualmente diversas estratégias para descobrir novos compostos bioativos em Streptomyces:

• Metagenômica: Sequenciamento de DNA de comunidades microbianas do solo
• Cocultivo: Estimulação da produção de antibióticos através da interação com outros microrganismos
• Edição genômica: Ativação de clusters biossintéticos silenciosos usando CRISPR-Cas9
• Ambientes extremos: Exploração de espécies de sedimentos marinhos e solos contaminados

Streptomyces como patógeno: exceções à regra

Embora a grande maioria das espécies de Streptomyces seja benéfica ou neutra para humanos e animais, algumas podem causar doenças em condições específicas.

Doenças em humanos

Infecções humanas por Streptomyces são raras e geralmente ocorrem em indivíduos imunocomprometidos ou após traumas que introduzem a bactéria através da pele. As principais manifestações incluem:

• Micetoma: Infecção subcutânea crônica causada principalmente por S. somaliensis e S. sudanensis
• Peritonite: Em pacientes em diálise peritoneal
• Endocardite: Infecção das válvulas cardíacas
• Bacteremia: Presença de bactérias na corrente sanguínea

Doenças em plantas

Algumas espécies de Streptomyces são fitopatogênicas e causam doenças economicamente importantes:

• S. scabies: Sarna comum da batata
• S. acidiscabies: Sarna ácida da batata
• S. turgidiscabies: Lesões em tubérculos

Genômica e biotecnologia de Streptomyces

O sequenciamento do genoma de Streptomyces coelicolor em 2002 representou um marco para a biotecnologia microbiana. Com 8,7 megabases e 7.825 genes identificados, revelou-se um dos genomas bacterianos mais complexos conhecidos.

A análise genômica identificou pelo menos 29 clusters de genes relacionados à biossíntese de metabólitos secundários, incluindo enzimas para produção de antibióticos como actinorrodina, undecilprodigiosina e o antibiótico dependente de cálcio (CDA).

A descoberta de que Streptomyces possui mais clusters biossintéticos do que antibióticos conhecidos abriu perspectivas para a descoberta de novos compostos através da ativação de genes silenciosos.

Streptomyces como hospedeiro para produção de proteínas recombinantes

Tradicionalmente, Escherichia coli era o organismo preferido para produção de proteínas recombinantes humanas. Porém, limitações como glicosilação incorreta e dobramento proteico inadequado estimularam a busca por alternativas.

Streptomyces oferece vantagens significativas neste contexto, incluindo a capacidade de secretar proteínas corretamente dobradas no meio de cultura, simplificando etapas de purificação e aumentando o rendimento de produtos bioativos.

FAQ - Perguntas frequentes sobre Streptomyces

O que são bactérias Streptomyces?

Streptomyces são bactérias gram-positivas filamentosas que habitam principalmente o solo. Pertencem à classe dos actinomicetos e são reconhecidas como as principais produtoras de antibióticos naturais, responsáveis por aproximadamente 80% dos compostos antimicrobianos utilizados na medicina.

Por que Streptomyces é importante para a medicina?

Streptomyces é fundamental para a medicina porque produz a maioria dos antibióticos naturais conhecidos, incluindo estreptomicina, tetraciclina, eritromicina e vancomicina. Além disso, produz antifúngicos, antiparasitários, imunossupressores e agentes antitumorais utilizados em tratamentos clínicos.

Streptomyces pode causar doenças em humanos?

Embora raro, algumas espécies de Streptomyces podem causar infecções em humanos, especialmente em indivíduos com sistema imunológico comprometido. A principal manifestação é o micetoma, uma infecção crônica da pele e tecidos subcutâneos que ocorre após entrada da bactéria através de ferimentos.

Qual foi o primeiro antibiótico descoberto a partir de Streptomyces?

A estreptomicina, descoberta em 1943 por Selman Waksman e sua equipe a partir de Streptomyces griseus, foi o primeiro antibiótico derivado de Streptomyces a ser utilizado clinicamente. Foi também o primeiro tratamento eficaz contra a tuberculose.

Como Streptomyces produz antibióticos?

Streptomyces produz antibióticos através do metabolismo secundário, que é ativado geralmente na fase estacionária de crescimento, quando os nutrientes se tornam escassos. Os genes responsáveis pela biossíntese estão organizados em clusters que são regulados por sinais ambientais como pH, temperatura e disponibilidade de nutrientes.

Streptomyces pode ser utilizado na agricultura?

Sim, várias espécies de Streptomyces são utilizadas na agricultura como agentes de biocontrole de doenças de plantas e promotoras de crescimento vegetal. Produtos comerciais como Actinovate® e Mycostop® contêm cepas de Streptomyces que protegem plantas contra fungos fitopatogênicos.

Por que Streptomyces tem cheiro de terra molhada?

O característico odor de terra molhada associado a Streptomyces é produzido pela geosmina, um composto volátil sintetizado por essas bactérias. Este aroma é especialmente perceptível após chuvas, quando a atividade metabólica das colônias no solo aumenta e libera maiores quantidades de geosmina.

Conclusão: o futuro de Streptomyces na biotecnologia

Streptomyces permanece como um dos gêneros bacterianos mais importantes para a saúde humana e a agricultura sustentável. Após mais de oito décadas desde a descoberta da estreptomicina, estas bactérias do solo continuam revelando novos compostos bioativos com potencial terapêutico.

O avanço das tecnologias de sequenciamento genômico e edição gênica abre perspectivas empolgantes para a descoberta de novos antibióticos a partir de clusters biossintéticos silenciosos. Simultaneamente, a aplicação de Streptomyces na agricultura oferece alternativas sustentáveis aos agroquímicos sintéticos.

Com a crise global de resistência antimicrobiana, a exploração contínua do potencial biotecnológico de Streptomyces representa uma estratégia essencial para garantir o arsenal terapêutico das gerações futuras.

Leituras relacionadas

• Actinomicetos: A classe bacteriana que inclui Streptomyces e suas aplicações biotecnológicas
• Resistência antimicrobiana: Mecanismos, impacto global e estratégias de combate
• Biocontrole de pragas agrícolas: Alternativas biológicas aos agroquímicos convencionais

Meta description: Streptomyces são bactérias do solo responsáveis por 80% dos antibióticos naturais. Conheça sua importância na medicina, descoberta da estreptomicina e aplicações na agricultura.