Uma nova abordagem para enfraquecer os agentes patogénicos perigosos
A investigação evolutiva abre novas perspectivas para a terapia antibiótica
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Os agentes patogénicos resistentes aos antibióticos representam atualmente uma das maiores ameaças à saúde pública. Devido ao uso indevido e excessivo de agentes antibacterianos nas últimas décadas, numerosos agentes patogénicos tornaram-se resistentes aos antibióticos, incluindo muitos antibióticos de último recurso utilizados para tratar casos particularmente graves. A causa desta crise de saúde global reside no aumento drástico das taxas de resistência antimicrobiana (RAM) nos agentes patogénicos bacterianos - por outras palavras, cada vez mais bactérias estão a tornar-se resistentes ao tratamento, enquanto a gama de antibióticos fiáveis e eficazes continua a diminuir. Assim, num futuro próximo, enfrentamos a ameaça de uma era pós-antibiótica em que mesmo as infecções supostamente inofensivas poderão deixar de ser tratáveis. Os especialistas estimam que, em meados do século, poderão ocorrer cerca de 50 milhões de mortes por ano em todo o mundo relacionadas com a RAM.
As organizações de saúde e os investigadores estão, por isso, a trabalhar em várias estratégias para enfrentar a crise cada vez mais grave da RAM, incluindo a otimização da utilização dos antibióticos existentes e o desenvolvimento de novos medicamentos. Na Universidade de Kiel, os cientistas estão a investigar os mecanismos fundamentais da evolução da resistência - ou seja, as adaptações genéticas e não genéticas de um agente patogénico à exposição a medicamentos. O seu objetivo é combinar eficazmente os antibióticos existentes, preservar a sua eficácia e inibir a evolução da resistência.
Num estudo recente, os investigadores liderados pelo Professor Hinrich Schulenburg do grupo de Ecologia Evolutiva e Genética da Universidade de Kiel utilizaram o agente patogénico humano Pseudomonas aeruginosa como modelo para investigar de que forma as bactérias nocivas podem ser enfraquecidas através da administração de um primeiro antibiótico, aumentando assim significativamente a eficácia de um segundo antibiótico. Conseguiram demonstrar que o pré-tratamento com um antibiótico beta-lactâmico torna as células bacterianas particularmente sensíveis a um antibiótico aminoglicosídeo administrado posteriormente. Este efeito, designado por histerese negativa, baseia-se na indução do chamado stress membranar na parede celular bacteriana, que, através da melhor penetração do segundo fármaco, não só assegura a morte fiável das bactérias, como também inibe a sua adaptação ao tratamento e, consequentemente, a evolução da resistência. Os investigadores de Kiel publicaram recentemente as suas novas descobertas, em colaboração com colegas internacionais, na revista Nature Communications.
As infecções por Pseudomonas estão a tornar-se cada vez mais problemáticas
A bactéria Gram-negativa P. aeruginosa é um agente patogénico oportunista nos seres humanos. Provoca infecções agudas e crónicas, sobretudo em doentes hospitalizados e imunocomprometidos, frequentemente em casos de fibrose quística ou de doença pulmonar obstrutiva crónica. Um problema particular é, por um lado, a resistência generalizada da bactéria a muitos antibióticos e, por outro, a sua capacidade de se adaptar rapidamente ao tratamento com medicamentos recentemente administrados. Por conseguinte, um número crescente de estirpes de P. aeruginosa são classificadas como bactérias multirresistentes que se tornaram insensíveis a três ou mais antibióticos diferentes. "A Organização Mundial de Saúde (OMS) classifica assim a P. aeruginosa como um agente patogénico de alta prioridade para o qual são urgentemente necessárias novas opções de tratamento. No nosso grupo de investigação, há anos que trabalhamos nos mecanismos de evolução da resistência deste agente patogénico em particular e pretendemos continuar a investigar potenciais abordagens de tratamento baseadas, em particular, no princípio da histerese negativa", afirma o Dr. Florian Buchholz, primeiro autor do estudo e membro do grupo de investigação de Schulenburg.
As abordagens de tratamento baseadas na histerese negativa revelam um grande potencial
Buchholz e os seus colegas realizaram a sua investigação no âmbito do Grupo de Formação em Investigação (RTG) TransEvo, financiado pela DFG, na Universidade de Kiel, e demonstraram agora que um antibiótico beta-lactâmico administrado primeiro desencadeia uma alteração fisiológica nas bactérias, fazendo com que as paredes celulares se tornem mais permeáveis ao segundo antibiótico. Até agora, não se sabia exatamente como é que esta alteração não genética é mediada e com que fiabilidade pode ser desencadeada em diferentes estirpes da bactéria. "As nossas investigações mostraram que a histerese negativa representa um ponto fraco geral da P. aeruginosa, que pode ser desencadeado mesmo por doses baixas do antibiótico sensibilizador. Isto provoca danos no invólucro celular, aumentando assim o efeito da segunda substância ativa", explica o Dr. Roderich Roemhild, autor principal do estudo e antigo membro do grupo Schulenburg, atualmente sediado no ISTA, na Áustria. Além disso, as experiências também demonstraram uma robustez particular do fenómeno em toda a diversidade da P. aeruginosa; o efeito estava, portanto, presente independentemente das diferenças genéticas entre as estirpes bacterianas.
A investigação evolutiva em Kiel abre novas perspectivas para a terapia antibiótica
As novas descobertas dos investigadores do grupo de Schulenburg confirmam, assim, o potencial da histerese negativa: em princípio, é possível obter uma resposta significativamente melhorada, mesmo contra agentes patogénicos bacterianos críticos, através da administração sequencial adequada de certas classes de antibióticos. Globalmente, conseguimos demonstrar que a sequência "certa" de medicamentos promove a morte dos agentes patogénicos, limita a sua capacidade de adaptação e, por conseguinte, reduz a evolução da resistência da P. aeruginosa", resume Schulenburg, porta-voz do Centro de Evolução de Kiel (KEC), que faz parte da área de investigação prioritária Kiel Life Science (KLS) da Universidade de Kiel. Com estes e outros resultados da investigação, os cientistas pretendem lançar as bases para o desenvolvimento de novas estratégias baseadas em conceitos evolutivos para o tratamento sustentável de infecções bacterianas e a prevenção da resistência.
Para o efeito, podem recorrer a uma vasta rede interdisciplinar de investigação evolutiva translacional sob a égide do KEC na região de Kiel: Por exemplo, graças a uma estreita cooperação com o Instituto Max Planck de Biologia Evolutiva em Plön, o recém-criado Leibniz ScienceCampus "AMR-PLAS" para a investigação da resistência aos antibióticos e o RTG TransEvo, surgiu aqui um hotspot de biologia evolutiva único a nível nacional. "Através de intercâmbios com estas instituições parceiras, desenvolveu-se nos últimos anos um ambiente científico particularmente dinâmico, dando um impulso importante à nossa investigação em curso sobre a evolução da resistência. O presente estudo é um exemplo de uma colaboração particularmente frutuosa com colegas internacionais e locais de Klosterneuburg, na Áustria, Uppsala, na Suécia, bem como de Lübeck, Großhansdorf, Borstel, Hamburgo e, claro, Kiel, que contribuíram todos para a investigação. Com base nestas redes, esperamos ser capazes de fornecer elementos fundamentais para enfrentar a crise global de resistência antimicrobiana nos próximos anos", afirma Schulenburg.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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