Os cientistas podem ter descoberto uma nova arma na luta contra as superbactérias resistentes a antibióticos: drogas que congelam a evolução bacteriana.
Bactérias resistentes a antibióticos são aqueles micróbios que de alguma forma sobrevivem mesmo sob o ataque de megadrugs destinados a matá-los. Todos os anos, pelo menos 2,8 milhões de pessoas nos EUA pegam uma dessas bactérias super-fortes ou fungos resistentes, de acordo com o Centers for Disease Control and Prevention (CDC).
Uma das maneiras pelas quais as bactérias evoluem para se tornarem "resistentes a antibióticos" é captando material genético flutuante de seus ambientes. Eles então incorporam os genes eliminados em seu próprio DNA. Dessa maneira, as bactérias podem coletar genes liberados de micróbios que já são resistentes e, assim, ganhar resistência por si mesmos. Mas as bactérias não são capazes de captar pedaços de DNA rebeldes sem o equipamento certo; os "insetos" devem primeiro entrar em um estado chamado "competência" para construir a maquinaria necessária para extrair material genético de seus arredores.
As bactérias se tornam competentes quando submetidas ao estresse, como quando são submetidas a tratamentos com antibióticos. Estudos sugerem que várias classes comuns de antibióticos realmente impulsionam a disseminação da resistência a antibióticos, empurrando as bactérias para um estado estressado. Mas agora, um novo estudo das bactérias Streptococcus pneumoniae destacou uma solução potencial para esse problema paradoxal: drogas que impedem que as bactérias se tornem competentes em primeiro lugar.
Para o estudo, publicado terça-feira (3 de março) na revista Cell Host & Microbe, os pesquisadores colocaram essa estratégia à prova em um modelo de mouse e bloquearam com sucesso várias cepas de S. pneumoniae de se tornar competente e trocar genes dentro dos ratos. As bactérias, que normalmente vivem no nariz e na garganta humana, podem desencadear infecções graves se migrarem para a corrente sanguínea, seios, ouvidos, pulmões ou tecidos que cobrem o cérebro ou a medula espinhal, de acordo com o CDC.
Os antibióticos permanecem como o único tratamento disponível para essas infecções, mas em mais de 30% dos casos, o S. pneumoniae as cepas são resistentes a um ou mais antibióticos. Se os medicamentos "anti-evolução" se mostrarem seguros em humanos, talvez os medicamentos possam ajudar a impedir que mais cepas adquiram resistência, sugeriram os pesquisadores.
Parando a propagação
Os pesquisadores examinaram mais de 1.300 medicamentos para identificar quais poderiam levar a competência a uma parada esmagadora. Os resultados apontaram 46 desses medicamentos, incluindo antipsicóticos, antimicrobianos e um antimalárico. Embora diversos, todos os medicamentos impedem a competência em doses baixas pelo mesmo mecanismo, descobriram os pesquisadores.
"O caminho da competência é estudado há décadas e conhecemos todos os componentes-chave", afirmam os autores Jan-Willem Veening, professor do Departamento de Microbiologia Fundamental da Universidade Suíça de Lausanne, e Arnau Domenech, pesquisadora de pós-doutorado na Veening's laboratório, disse à Live Science em um e-mail.
Um componente-chave, conhecido como força motriz de prótons (PMF), permite que a célula produza energia, importe nutrientes e carregue carga dentro e fora de seu corpo. Quando as bactérias entram nesse estado competente, elas geralmente produzem um peptídeo chamado CSP, que se acumula fora da célula e aciona a competência (a capacidade de capturar fragmentos de genes resistentes a antibióticos) depois que se acumula além de um certo limite.
Mas quando submetido a medicamentos anti-evolução, S. pneumoniae não pode mais manter um PMF normal, e o transportador que normalmente bombeia problemas de funcionamento do CSP. "Como o caminho da competência é rigorosamente regulamentado, se o CSP não for exportado, a expressão dos principais compostos é bloqueada e a competência é inibida", disseram Domenech e Veening.
Os autores testaram o efeito de medicamentos selecionados - antimicrobianos, antipsicóticos e antimaláricos - em culturas S. pneumoniae e descobriram que todos eles bloquearam a competência interrompendo o componente PMF. Eles encontraram os mesmos resultados em ratos vivos e em células humanas em pratos de laboratório.
"A beleza do presente trabalho é que encontramos vários compostos ... que podem perturbar levemente o PMF sem afetar o crescimento normal da célula", acrescentaram Domenech e Veening.
"Isso está atrapalhando o crescimento das bactérias que impulsionam a seleção por resistência", disse Andrew Read, professor de ecologia e biologia de doenças da Universidade Estadual da Pensilvânia, que não participou do estudo. Se os medicamentos podem bloquear a competência sem levar as células a desenvolver resistência ", os insetos permaneceriam sensíveis" ao tratamento com antibióticos, disse ele.
Estudos futuros serão necessários para determinar se "os medicamentos 'anti-evolução' podem ser usados realisticamente em combinação com antibióticos para impedir a disseminação da resistência aos antibióticos", observaram os autores em seu artigo. "Nossos próximos passos serão testar se são específicos para Streptococcus pneumoniae ou se eles também podem bloquear a aquisição de resistência em outros patógenos humanos ", disseram Domenech e Veening à Live Science. Leia disse que a filosofia da evolução descarriladora para impedir a resistência deve passar para outros bugs, mas os alvos exatos das drogas podem diferir entre eles.
Ao desenvolver os medicamentos para uso humano, os cientistas terão que ser espertos na maneira como projetam os ensaios clínicos, acrescentou Read. "É um medicamento 'proteger o terapêutico', em vez de um medicamento propriamente dito", o que significa que o objetivo dos medicamentos não seria tratar as pessoas, por exemplo, mas impedir a resistência, disse ele.
"Em vez de tentar matar insetos", como muitos grupos pretendem realizar com novos medicamentos antibióticos, "isso está tentando impedir a entrada de variação genética na qual a seleção pode agir". Leia disse. "Para mim, ótimos primeiros passos - vamos lá".
