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Engenheiros projetam uma nova “arma” contra bactérias resistentes

MIT News

Fonte

MIT

Data

sábado, 5 novembro 2016 18:25

Áreas

Biotecnologia. Engenharia Biológica. Biologia Celular e Molecular.

Ao longo das últimas décadas, muitas bactérias tornaram-se resistentes aos antibióticos existentes, e poucos novos medicamentos surgiram. Um estudo recente de uma comissão britânica sobre resistência antimicrobiana estimou que, até 2050, infecções bacterianas resistentes a antibióticos matarão 10 milhões de pessoas por ano, se não forem desenvolvidos novos medicamentos.

Para ajudar a reconstruir o arsenal de defesa contra doenças infecciosas, muitos cientistas estão pesquisando proteínas naturais conhecidas como peptídeos antimicrobianos, que podem matar não só as bactérias, mas outros micróbios, como vírus e fungos. Uma equipe de pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT), da Universidade Católica de Brasília e da Universidade da Colúmbia Britânica criou um peptídeo antimicrobiano que pode destruir muitos tipos de bactérias, incluindo algumas que são resistentes à maioria dos antibióticos.

“Um dos nossos principais objetivos é fornecer soluções para tentar combater a resistência aos antibióticos”, diz o estudante de pós-doutorado do MIT, Cesar de la Fuente. “Este peptídeo é animador no sentido de que fornece uma nova alternativa para o tratamento dessas infecções, cuja previsão é que matem mais pessoas anualmente do que qualquer outra causa de morte em nossa sociedade, incluindo o câncer”.

De la Fuente é um dos autores do novo estudo, juntamente com Osmar Silva, pós-doutorando da Universidade Católica de Brasília, e Evan Haney, pós-doutorando na Universidade da Colúmbia Britânica. O Dr. Timothy Lu, professor associado de engenharia elétrica e ciência da computação e também de engenharia biológica do MIT também é autor do artigo, que aparece na edição de 2 de novembro da revista científica Scientific Reports.

Melhorar a natureza

Os peptídeos antimicrobianos, produzidos por todos os organismos vivos como parte de suas defesas imunitárias, matam os micróbios de várias maneiras diferentes. Primeiro, eles produzem buracos nas membranas celulares dos invasores. Uma vez dentro, eles podem interromper vários alvos celulares, incluindo DNA, RNA e proteínas.

Estes peptídeos também têm outra habilidade crítica que os diferencia dos antibióticos tradicionais: eles podem recrutar o sistema imunológico do hospedeiro, invocando células chamadas leucócitos que secretam substâncias químicas que ajudam a matar os micróbios invasores.

Os cientistas têm trabalhado por vários anos para tentar adaptar estes peptídeos como alternativas aos antibióticos, à medida que as bactérias se tornam resistentes aos medicamentos existentes. Os peptídeos que ocorrem naturalmente podem ser compostos por 20 aminoácidos diferentes, o que indica que existe uma grande variação possível nas suas sequências.

“Você pode adaptar suas sequências de tal forma que você pode ajustá-los para funções específicas”, diz Cesar de la Fuente. “Temos o poder computacional para tentar gerar terapias que podem chegar à clínica e ter um impacto na sociedade”.

Neste estudo, os pesquisadores começaram com um peptídeo antimicrobiano de ocorrência natural chamado clavanina-A, que foi originalmente isolado de um animal marinho conhecido como tunicato. A forma original do peptídeo mata muitos tipos de bactérias, mas os pesquisadores decidiram aplicar a engenharia biológica para torná-lo ainda mais eficaz.

O novo peptídeo, chamado clavanina-MO, era muito potente contra muitas estirpes bacterianas. Em testes em ratos, os pesquisadores descobriram que ele poderia matar estirpes de Escherichia coli e Staphylococcus aureus que são resistentes à maioria dos antibióticos.

“Usando a molécula assim concebida, animais infectados poderiam ser resgatados de infecções que eram intratáveis ​​(e, portanto, letais) com antibióticos existentes”, disse Victor de Lorenzo, líder de grupo de pesquisa no Centro Nacional de Biotecnologia em Madrid.

Supressão da sepse

Outra vantagem importante destes peptídeos é que, embora eles possam recrutar células imunes para combater a infecção, eles também suprimem a resposta inflamatória hiperativa que pode causar sepse, uma condição potencialmente fatal.

“Nesta única molécula, você tem um peptídeo sintético que pode matar os micróbios e ao mesmo tempo pode atuar como um mediador anti-inflamatório e aumentar a imunidade protetora”, diz Cesar de la Fuente.

Os pesquisadores também descobriram que esses peptídeos podem destruir certos biofilmes, que são camadas finas de células bacterianas que se formam em certas superfícies. Isso levanta a possibilidade de usá-los para tratar infecções causadas por biofilmes, como as infecções por Pseudomonas aeruginosa que, muitas vezes, afetam os pulmões de pacientes com fibrose cística. Ou poderiam ser incorporados em superfícies para torná-las resistentes ao crescimento microbiano.

Outras possíveis aplicações para estes peptídeos incluem revestimentos antimicrobianos para cateteres ou pomadas que podem ser utilizadas para tratar infecções de pele causadas por Staphylococcus aureus ou outras bactérias.

Se esses peptídeos forem desenvolvidos para uso terapêutico, os pesquisadores antecipam que eles poderiam ser usados ​​tanto em terapia autônoma ou em conjunto com antibióticos tradicionais, o que tornaria mais difícil para as bactérias conseguirem resistir aos medicamentos.

Os pesquisadores estão agora investigando o que torna os peptídeos projetados mais eficazes do que os naturais, com a esperança de torná-los ainda melhores.

Fonte: Anne Trafton, MIT News Office. Tradução: Tech4Health. Imagem: MIT News.

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