Como as bactérias agem como um só (unidas) para escapar dos antibióticos
Novas pesquisas aproximam Pseudomonas aeruginosa para descobrir uma estratégia usada por bactérias resistentes a medicamentos para evitar antibióticos. Os resultados podem ajudar a tornar os antibióticos mais eficazes.
Experimentos com placas de Petri mostram como as bactérias se comunicam para escapar aos antibióticos.
Jean-Louis Bru, do departamento de biologia molecular e bioquímica da Universidade da Califórnia, Irvine, é o primeiro autor do novo estudo, publicado no Journal of Bacteriology .
Bru e colegas concentraram seus esforços de pesquisa em Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) , um tipo de bactéria que ataca pessoas com fibrose cística .
A fibrose cística é uma condição respiratória hereditária em que os pulmões produzem mais muco do que deveriam. Afeta cerca de 30.000 pessoas nos Estados Unidos.
P. aeruginosa é um dos tipos mais perigosos de bactérias.
No contexto da crise de saúde pública que é a resistência aos antibióticos , a Organização Mundial da Saúde (OMS) colocou P. aeruginosa na lista de "pathogens prioritários"- ou seja, as 12 bactérias que são mais perigosas para a saúde humana porque se tornaram resistentes aos medicamentos que os médicos geralmente usam para combatê-las.
A OMS dividiu essas 12 bactérias em prioridade "crítica", "alta" e "média", listando P. aeruginosa como crítica devido à sua resistência ao grupo de antibióticos chamados carbapenêmicos.
Nesse cenário mais amplo, pesquisas como o estudo que Bru e colegas realizaram são cruciais para entender os mecanismos de defesa de bactérias e combater infecções de maneira mais eficaz.
Bactérias agem como 'um organismo unido'
No novo estudo, os pesquisadores examinaram o crescimento e a propagação de bactérias em placas de Petri, recriando um ambiente semelhante ao das membranas mucosas que permitem ao P. aeruginosa prosperar na fibrose cística.
Aqui, a equipe testou o efeito de antibióticos e bacteriófagos no "enxame", que é a capacidade das bactérias de se moverem coletivamente. debacteriófagos são vírus que infectam e atacam bactérias por dentro.
A mistura do antibiótico gentamicina com as células de P. aeruginosa revelou que as bactérias enviam sinais para suas bactérias específicas, alertando-os sobre o perigo e permitindo-o evitá-lo.
As bactérias Pseudomonas fazem isso secretando a molécula de sinalização quinolona PQS, escrevem os autores. Eles explicam: "Esses mecanismos têm o efeito geral de limitar a infecção a uma subpopulação, o que promove a sobrevivência da população em geral".
A coautora do estudo, Nina Molin Høyland-Kroghsbo, professora assistente do departamento de ciências veterinárias e animais da Universidade de Copenhague, na Dinamarca, comenta os experimentos e suas descobertas.
"Podemos ver no laboratório que as bactérias simplesmente nadam em torno da 'área perigosa' com antibióticos ou bacteriófagos. Quando recebem o sinal de aviso de seus co-específicos, você pode ver no microscópio que eles estão se movendo em um círculo limpo", diz o pesquisador, referindo-se ao movimento de enxame.
"É um mecanismo de sobrevivência inteligente para as bactérias", continua ela. "Se as bactérias usarem a mesma manobra evasiva ao infectar seres humanos, pode ajudar a explicar por que algumas infecções bacterianas não podem ser tratadas com antibióticos de maneira eficaz".
" É bastante fascinante para nós ver como as bactérias se comunicam e mudam o comportamento para que toda a população bacteriana sobreviva. Você quase pode dizer que elas agem como um organismo unido".
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
Preparando o caminho para antibióticos mais eficazes
Em um editorial vinculado , Julia C. van Kessel comenta o significado das descobertas, dizendo que a capacidade de P. aeruginosa de afetar o comportamento de um grupo, como enxames em resposta ao estresse , é uma descoberta "única". Isso levou os autores do estudo a cunhar o termo " resposta coletiva ao estresse ", escreve van Kessel.
Os autores do estudo também comentam maneiras pelas quais suas descobertas podem ajudar a enfrentar a crise de resistência aos antibióticos.
Embora haja muito mais trabalho a ser feito antes que os resultados levem ao desenvolvimento de tratamentos úteis, a próxima etapa da pesquisa será encontrar maneiras de interferir na sinalização PQS da bactéria.
As descobertas "[abrem] o caminho para o uso de drogas na tentativa de impedir que o sinal de alerta seja enviado em primeiro lugar", diz Nina Molin Høyland-Kroghsbo.
"Como alternativa, você pode projetar substâncias que possam impedir que o sinal seja recebido por outras bactérias, e isso pode potencialmente tornar o tratamento com antibióticos ou vírus bacteriófagos mais eficaz", acrescenta o pesquisador.
" As infecções por esse tipo de bactéria são um grande problema em todo o mundo, com muitas hospitalizações e mortes. É por isso que estamos realmente satisfeitos por poder contribuir com novos conhecimentos que podem ser potencialmente usados ??para combater essas bactérias".
Nina Molin Høyland-Kroghsbo