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DIVULGAÇÃO

O nascimento das superbactérias.


Inimigas letais dos seres humanos, as bactérias são de um altruísmo invejável entre si. Levando a sério o termo trabalho em grupo, esses micro-organismos são capazes de se autodestruir em prol da sobrevivência de uma colônia.

A descoberta, feita por pesquisadores do Howard Hughes Medical Institute (HHMI), na Inglaterra, surpreendeu os cientistas e pode ajudar a desenvolver novas drogas que combatam uma das características mais desafiadoras desses seres unicelulares: a resistência que criam contra os medicamentos.

A pesquisa, que foi publicada pela revista especializada "Nature", mostra que, quando o grupo está ameaçado, as bactérias mais fortes se sacrificam em prol das outras, ao contrário do que se imaginava previamente. Até agora, os cientistas pensavam que a resistência aos antibióticos acontecia quando uma bactéria sofria mutações genéticas, tornando-se indiferente à ação do remédio. Como esses micro-organismos se dividem para criar novos exemplares, achava-se que a superbactéria disseminava a mutação para suas descendentes.





Superbactéria

Créditos: TopNews.


O novo estudo, porém, provou que as bactérias trabalham de uma forma diferente. Quando defrontadas com um ataque violento de antibióticos, a mais resistente Escherichia coli produz - ao custo da própria energia - uma proteína que desencadeia um mecanismo de proteção às vizinhas mais fracas.

Nos últimos anos, o crescimento alarmante das superbugs, como são chamadas as cepas hiper-resistentes, têm despertado a preocupação de hospitais, que temem uma onda de contaminações. Uma das mais temidas é o estafilococo áureo resistente à meticilina (MRSA, sigla em inglês), que provocou um surto de infecções nos Estados Unidos, em 2005, matando 19 mil pessoas.

Para estudar a resistência das bactérias, o pesquisador James J. Collins e seus colegas da Universidade de Boston, nos Estados Unidos, cultivaram um micro-organismo em um biorreator - equipamento que permite controlar o ambiente ao qual os bugs estão expostos.

Ainda acreditando que o que fazia os patógenos se tornarem super-resistentes eram as supostas mutações, eles adicionaram no biorreator doses do antibiótico norfloxacina. A ideia era medir, periodicamente, a concentração inibitória mínima (CIM), método que permite verificar o nível de crescimento de uma colônia. Quanto maior o CIM, mais resistente é o micro-organismo.

"Foi quando ficamos completamente paralisados", conta Collins. Para a surpresa dos cientistas, o CIM de algumas amostras era muito mais baixo do que o da população como um todo. Além disso, a quantidade desses patógenos na colônia era muito pequena - representavam menos de 1% do total.

A equipe, então, analisou as proteínas produzidas pelas bactérias com alto CIM em contato com o antibiótico. Eles descobriram que a triptofanase era abundante. Essa enzima tem como função quebrar o aminoácido tripnofano em pequenos pedaços, sendo que um dos produtos da degradação é o indol, um composto orgânico que fortalece as bactérias vizinhas, à custa de muito gasto energético da superbactéria que o produz.





Molécula do indol: molécula-chave na resistência das superbactérias.

Créditos: BMRB.


O indol atua de duas maneiras. Uma delas é estimular as células a expulsar o antibiótico de dentro delas, como se estivessem expelindo um veneno. Como se não bastasse, ele protege as bactérias contra os radicais livres, que levam à oxidação. Há alguns anos, a equipe de Collins já havia descoberto que os antibióticos funcionavam justamente bombardeando as bactérias com radicais livres. "Agora, nós vimos que o indol bloqueia esse efeito", diz.

Todo esse mecanismo custa a energia e a vida da superbactéria. Ao comparar o crescimento dos micro-organismos, os cientistas notaram que a produção do indol "suga as forças" da bactéria generosa. "Ela não cresce tanto quanto podia, porque passa a produzir indol para todas as outras", explica o pesquisador.

De acordo com ele, esse comportamento "altruísta" - que ocorre em diversas espécies do mundo animal, incluindo os humanos - representa um já conhecido paradoxo para os biólogos evolucionistas: se a evolução favorece o mais forte, porque um indivíduo iria sacrificar sua própria força pelo restante do grupo?


Herança

A descoberta de Collin reforça a teoria da seleção de parentesco, formulada na década de 1969 pelo cientista britânico W.D. Hamilton. De acordo com ele, os organismos precisam se comportar de maneira altruísta com aqueles que compartilham seus genes. Mesmo que esse indivíduo "especial" não sobreviva, ele está passando suas características às futuras gerações, que vão desempenhar o papel evolutivo.

No caso da pesquisa de Collins, as bactérias estudadas pertenciam a uma mesma colônia. Então, ao produzir o indol, os bugs mutantes estavam protegendo sua própria herança genética.

Apesar de as descobertas flutuarem pelo ramo da biologia evolutiva, Collins acredita que as principais implicações do estudo referem-se à saúde pública. De acordo com ele, novas pesquisas sobre antibióticos devem se focar no padrão de produção do indol, de forma a bloquear a habilidade da superbactéria de compartilhar com as outras sua resistência.

"Acredito que nosso trabalho demonstra a necessidade premente de se investir no desenvolvimento de novos medicamentos", diz. "A chance de termos novos e perigosos superbugs emergindo são bastante grandes, e estou preocupado que nosso arsenal de antibióticos não dê conta deles. Ainda temos tempo de oferecer uma resposta, mas, para isso, precisamos nos empenhar para expandir as pesquisas e a fabricação de novas drogas", afirma o cientista.


O antibiótico dos núbios

Dois mil anos antes que Alexandre Fleming descobrisse a penicilina, os núbios, povo que habitou uma região próxima ao Egito, já se protegiam contra bactérias consumindo, regularmente, a tetraciclina, substância utilizada no tratamento de infecções. Porém, em vez de tomá-la em forma de pílulas ou injeções, tinham um modo bem mais palatável de se proteger: bebendo cerveja.

Uma análise química de ossos de antigos núbios mostrou que eles já dominavam a arte de fabricar antibióticos. A descoberta foi descrita no "Jornal Americano de Antropologia Física" e é fruto de uma pesquisa feita pelo bioarqueólogo e especialista em dietas ancestrais e pré-históricas George Armelagos, ao lado do químico Mark Nelson.

Na década de 1980, Armelagos descobriu traços de tetraciclina em ossos de núbios datados entre 350 a.C. e 550 a.C. Uma das dificuldades em estudar o antigo Reino da Núbia, onde se localiza hoje o atual Sudão, é que essa civilização não deixou registros históricos escritos.

Mais tarde, Armelagos conseguiu desvendar como o antibiótico aparecia na cerveja dos núbios. O grão usado por eles para fermentar a cevada era contaminado pela bactéria Streptomyces scabies, micro-organismo que costuma atacar plantas. Ao ser fermentada, a cevada produz a tetraciclina. O que eles ainda não haviam descoberto era se apenas alguns lotes da antiga cerveja núbia continham a substância antibiótica, o que poderia indicar uma contaminação acidental.

Especialista em tetraciclina e outros antibióticos, Mark Nelson se interessou pela pesquisa depois de ouvir uma palestra de Armelagos. "Pedi que ele me mandasse alguns ossos mumificados, porque eu tinha as ferramentas e a técnica para extrair deles a tetraciclina", contou ao Correio. "É um processo repugnante e perigoso. Tive de dissolver os ossos no fluoreto de hidrogênio, o mais perigoso ácido do planeta."


Saturação

O resultado valeu o risco corrido. "Os ossos dos indivíduos dessa população ancestral estavam saturados de tetraciclina, mostrando que eles tomavam a substância por um longo período. Estou convencido de que eles tinham o conhecimento científico de que a fermentação produzia o antibiótico e o fabricavam propositadamente", afirma.

No estudo, Armelagos lembra: "Temos a tendência de associar drogas que curam doenças à medicina moderna. Mas está ficando cada vez mais claro que a população pré-histórica usava provas empíricas para desenvolver agentes terapêuticos. Não tenho dúvidas de que os núbios sabiam o que estavam fazendo".

A tetraciclina foi encontrada até mesmo na tíbia de um garoto de 4 anos, sugerindo que os núbios prescreviam grandes doses da substância para as crianças, na tentativa de curá-los de doenças.

A confirmação química de que a tetraciclina estava mesmo presente em ossos ancestrais não põe fim ao projeto de pesquisa de Armelagos. Ele continua entusiasmado, depois de mais de três décadas investigando o assunto. "Isso abre uma nova área de pesquisa. Agora, vamos comparar a quantidade de tetraciclina nos ossos e a formação dos ossos com o passar dos tempos, para determinar a dosagem que os antigos núbios conseguiam obter."


Nota do Managing Editor: esta matéria foi primeiramente veiculada no Jornal Correio Brasiliense de 08 de setembro de 2010 e assinada por Paloma Oliveto. As ilustrações apresentadas não constam da matéria original e foram obtidas em www.google.com.


Nota do Scientific Editor: o trabalho "Bacterial charity work leads to population-wide resistance", que deu origem a esta notícia, é de autoria H. H. Lee, M. N. Molla, C. R. Cantore e J. J. Collins, tendo sido publicado na revista Nature, volume 467, págs. 82-85, 2010, DOI: 10.1021/nn100946q.


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Superbactérias resistentes: tremei!


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