Cientistas da USP identificam enzimas que podem combater resistência antimicrobiana

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A fim de identificar formas de combater bactérias resistentes a antibióticos, pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) determinaram a estrutura e a função de duas enzimas envolvidas na produção de gentamicinas – um antibiótico usado no tratamento de várias infecções – pela bactéria de solo Micromonospora echinospora, responsáveis por tornar esse antibiótico menos suscetível à resistência das bactérias. 

Os achados da pesquisa,  publicada na revista científica ACS Catalysis, podem servir de base para modificar outros antibióticos da mesma classe, que são os aminoglicosídeos. Desse modo, será capaz de impedir a resistência que as bactérias desenvolvem e diminuir a sua toxicidade, o que pode permitir um uso mais abrangente desses fármacos. A resistência antimicrobiana é um problema grave de saúde global, visto que ela implica na eficácia da prevenção e do tratamento de uma gama de infecções bacterianas, virais, fúngicas, entre outras.

A gentamicina geralmente é utilizada na forma de cremes e pomadas para tratamento de infecções da pele. O antibiótico, no entanto, não costuma ser aplicado para tratar infecções internas por ser tóxico para o ouvido e para os rins. Além disso, ele é considerado um antibiótico injetável de último recurso, para casos de infecções muito resistentes.

“Os aminoglicosídeos foram descobertos na década de 1950 e tratam diversas infecções bacterianas sérias, como a tuberculose. Por serem moléculas mais antigas e já terem sido amplamente utilizadas, as bactérias já adquiriram resistência a muitas delas”, explica à assessoria de imprensa do ICB-USP Marcio Vinícius Bertacine Dias, coordenador do estudo e responsável pelo Laboratório de Biologia Estrutural Aplicada do ICB.

A pesquisa, realizada em colaboração com cientistas da Universidade de Wuhan, na China, e da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, teve como principal objetivo identificar quais eram as enzimas que realizam as últimas modificações na biossíntese das gentamicinas, tornando-as capazes de driblar a resistência das bactérias e manter a sua eficácia – característica que é única dentro de sua classe. Os pesquisadores identificaram a estrutura e função das enzimas GenB3 e GenB4, que são muito similares, mas catalisam reações totalmente diferentes, algo raro dentro da bioquímica.

De acordo com os pesquisadores, a partir dessa descoberta, é possível pensar em duas estratégias para aprimorar a composição dos antibióticos futuramente: através da biocatálise, utilizando as enzimas para tentar modificar os compostos já existentes in vitro, ou da biologia sintética, introduzindo os genes responsáveis pela expressão dessas enzimas em outros microrganismos, como bactérias e leveduras, para produzir novas estruturas de antimicrobianos. 

“Já existe uma tendência na indústria farmacêutica para tentar modificar antibióticos por biocatálise ou biologia sintética e torná-los menos sensíveis à resistência. Com esses estudos, será possível selecionar as características boas de cada molécula e produzir uma molécula que seja menos tóxica e mais eficaz”, aponta Dias.

A necessidade de desenvolver novos antibióticos ou adaptar os fármacos atuais é cada vez mais urgente, já que as bactérias evoluem em uma velocidade maior que a ciência. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), os novos mecanismos de resistência ameaçam, cada vez mais, a capacidade de tratar doenças infecciosas consideradas comuns, o que resulta em doença prolongada, incapacidade e morte.

Quando os antimicrobianos não são eficazes para prevenir e tratar infecções, afetam procedimentos médicos como transplante de órgãos, quimioterapia, controle de diabetes e cirurgias de grande porte, deixando o paciente ainda mais suscetível a desenvolver infecções graves. Além disso, segundo a OMS, a resistência antimicrobiana aumenta o custo da atenção médica com internações mais longas em hospitais e necessidade de cuidados mais intensivos.

“As bactérias criam resistência aos antibióticos em um período de dois a três anos, enquanto a produção de novas moléculas pode durar até 20 anos. É preciso investimento para acelerar estudos como os nossos e desenvolver fármacos mais eficazes, se não os antibióticos podem se tornar obsoletos. E assim voltaríamos a ter mortes por infecções que hoje são facilmente tratadas”, ressalta o pesquisador.

O trabalho foi financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e fez parte da tese de doutorado de Priscila dos Santos Bury.


Foto: Freepik


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