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– Vários tipos de antibióticos matam as bactérias, por exemplo, destruindo sua parede celular ou interferindo na síntese de proteínas. Mas agora os pesquisadores da Universidade de Oslo (UiO) estão lançando uma ideia totalmente nova: eles querem impedir que as bactérias grudem em um substrato, para que não possam causar infecções ou outros ferimentos.
Cortesia OiU : Os pesquisadores Dirk Linke, Marcella Rydmark e Daniel Hatlem do Departamento de Biociências estão propondo um novo método para quebrar as bactérias da infecção intestinal Yersinia enterocolitica , que causa diarreia severa em cerca de dez milhões de crianças a cada ano – principalmente nos países mais pobres do mundo.
Mas o novo método também deve ser usado para combater bactérias e biofilmes prejudiciais, como comunidades de bactérias ligadas a uma superfície – por exemplo, em próteses e implantes. Ao mesmo tempo, o método pode dar à indústria farmacêutica uma nova arma na luta contra as bactérias resistentes aos antibióticos, que é um problema importante e crescente em países ricos e pobres.
Além disso, os pesquisadores visualizam várias aplicações possíveis, por exemplo, no setor de transporte marítimo e na indústria da aquicultura, onde bactérias e biofilmes podem ser um grande problema.
¨É tudo sobre atacar as bactérias de uma maneira totalmente nova¨, dizem os pesquisadores.
Vamos remover o “Velcro” das bactérias
– Se as bactérias causarem uma infecção, elas devem primeiro poder se ligar a uma célula. O mesmo se aplica quando as bactérias formam biofilmes; então elas devem se unir a uma superfície. Durante a evolução, as bactérias desenvolveram uma série de “técnicas” que tornam isso possível, diz o professor Dirk Linke.
Um dos principais truques que as bactérias usam quando se ligam a uma célula ou a outro tipo de superfície é produzir algumas moléculas muito aderentes – as adesinas – que cobrem a superfície da célula bacteriana. Assim, uma bactéria pode usar as adesinas para se ligar a um substrato, ou para fazer um biofilme ligando-se a outras bactérias. Ao interferir com a produção das adesinas, podemos potencialmente combater infecções já na fase inicial – isto é, antes que os sintomas ocorram, acrescenta Marcella Rydmark.
As adesinas na verdade consistem em uma espécie de fio longo ou proteínas em forma de cabelo com uma ponta pegajosa. Os pêlos podem crescer com tanta força que cobrem mais ou menos a superfície bacteriana, como se as bactérias estivessem cobertas por um velcro.
Dirk Linke, Marcella Rydmark e Daniel Hatlem são agora os primeiros a descrever como estes pêlos tipo velcro – ou seja, as adesinas – são produzidos dentro das células bacterianas e transportados para a superfície. Eles também estudaram como é possível bloquear esse processo. As novas descobertas foram apresentadas em um recente artigo científico publicado na Molecular Microbiology.
– Um bloqueio das adesinas na prática fará com que as bactérias percam sua capacidade de se ligar a qualquer coisa. Então eles não podem fazer biofilme ou causar infecções, acreditam os pesquisadores.
Trabalho a longo prazo
É um trabalho de longo prazo ao longo de mais de dez anos que está por trás da nova descoberta. Aproximadamente dois anos atrás, pesquisadores do grupo de Dirk Linke relataram que descobriram a adesina da bactéria Yersiniausa que se liga as células humanas quando causam doenças sérias. E agora eles descobriram como podem bloquear a produção dessa adesina.
Há razões para acreditar que as proteínas de superfície semelhantes à adesina não só causam diarreia, mas também desempenham um papel no desenvolvimento de outras doenças, como a tuberculose, a peste e a fibrose cística.
Quadris artificiais e outros implantes cirúrgicos são às vezes cobertos por biofilme, o que pode causar infecções tão graves que os implantes devem ser removidos novamente. Também é relativamente comum que pessoas com infecções do trato urinário desenvolvam estruturas semelhantes a biofilmes dentro das células ao longo do trato urinário, e isso pode atuar como um reservatório para novas infecções.
– Portanto, acreditamos que este é um grande avanço quando mostramos agora como podemos bloquear a produção de uma “proteína de velcro” em uma bactéria. Mas quero enfatizar que ainda levará tempo até que possamos apresentar um novo medicamento. Podemos falar sobre cinco ou dez anos de pesquisa e desenvolvimento contínuos, diz Linke.
Dez milhões de crianças são infectadas anualmente por diarréia
Dirk Linke e seu grupo de pesquisa concentraram-se inicialmente em uma molécula de adesina especial da bactéria Yersinia enterocolitica , que é uma importante causa de diarréia em países pobres. Há cerca de dez milhões de crianças infectadas a cada ano por esta bactéria, diz Linke – que agora espera que o novo conhecimento do “Velcro” da bactéria no futuro possa remediar esses problemas.
– A bactéria Yersinia não pode causar diarréia se não produzir biofilme e aderir ao interior do intestino; então é apenas lavado para fora do corpo. Se formos capazes de impedir a produção de “fechos de velcro” desta bactéria, teremos dominado o crack da doença, diz Rydmark.
– Em nossa parte rica do mundo, muitas pessoas morrem de câncer ou doenças cardiovasculares, mas nos países pobres morrem muitas de outras doenças bacterianas. Infelizmente, as empresas farmacêuticas não investirão grandes somas no desenvolvimento de medicamentos pois têm um grande mercado nos países pobres e podem não ganhar o suficiente para defender os investimentos, ressalta Linke – e acrescenta:
– Por isso, é particularmente importante que as universidades e as autoridades públicas assumam a responsabilidade nesta área! As empresas farmacêuticas também não financiarão projetos se tiverem que esperar cinco ou dez anos antes de terem um produto que possa ter lucro, e nós podemos entender isso. Mas acreditamos firmemente que estamos no caminho de algo que pode salvar muitas vidas humanas e, portanto, esperamos continuar com o financiamento público dessa pesquisa, diz Linke.
Mutação impede a formação de adesina
Os pesquisadores descrevem no artigo científico como eles estudaram os genes que dão origem à produção de proteínas adesinas dentro das células da Yersinia enterocolitica . Eles também estudaram quais partes da proteína são centrais durante o transporte do interior da bactéria para a membrana celular. Além disso, os pesquisadores introduziram mutações que bloqueiam esse processo.
– Percorremos um longo caminho para entender qual parte da proteína adesina pode ser bloqueada por mutações. O próximo passo é desenvolver uma molécula que se ligue a essa parte da proteína, e isso pode se tornar uma droga no futuro. Isso torna o projeto em um processo de desenvolvimento bastante clássico, que temos boas oportunidades de realizar aqui na UIO e no Centro Norueguês de Medicina Molecular (NCMM) ”, diz Linke.
Marcella Rydmark enfatiza que as bactérias não morrem se forem expostas a uma droga que só destrói a produção de adesinas. Pode realmente ser uma vantagem porque as bactérias são menos propensas a desenvolver novos mecanismos de defesa através da evolução. Uma bactéria incapaz de produzir adesina ainda pode ser capaz de se reproduzir.
– Nenhuma droga que ataque essas moléculas de adesina foi desenvolvida anteriormente. Isso significa que as bactérias não podem usar nenhuma das “velhas” técnicas que desenvolveram para se protegerem contra antibióticos, acrescenta ela. No entanto, se ainda há um ponto para remover completamente as bactérias, a nova droga pode ser usada em combinação com outras drogas.
Os biofilmes estão em toda parte
Os pesquisadores da UIO já receberam muitos comentários de outros pesquisadores interessados. Durante os próximos meses, eles irão, entre outras coisas, apresentar as novas descobertas em várias conferências científicas.
Os biofilmes são mais difundidos do que a maioria das pessoas pensam. Tanto uma suave placa aveludada como uma grossa placa no dente que precisa de um dentista para retirar, são exemplos de biofilmes.
Há também biofilmes em quase todos os lugares da natureza, onde você tem uma superfície sólida e um ambiente aquoso. Você deve ter notado que as pedras na água corrente podem ser muito escorregadias – e isso pode ser porque elas estão cobertas por um biofilme que contém várias bactérias diferentes. Mas não tem apenas esse biofilme e não irão se soltar. Linke, Rydmark, Hatlem
Contato:
Professor Dirk Linke, Departamento de Biociências
Pós-doutoranda Marcella O. Rydmark, Departamento de Ciências da Vida
Daniel Hatlem, Departamento de Biociências
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