Genes destruidores de antibióticos são comuns em bactérias encontradas no solo e em humanos

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O mundo agora está compreensivelmente distraído com o COVID-19, mas também estamos presos em braços duradouros com inúmeros patógenos. Durante muito tempo estivemos quase indefesos, mas depois surgiram os antibióticos e mudaram tudo.

De repente, uma horda de diferentes patógenos pôde ser mantida à distância com relativa facilidade, e a humanidade deu um suspiro coletivo de alívio. Mas com o passar das décadas, ficou claro que este não era o fim da história.

Agora, mesmo com o surgimento de uma nova geração de antibióticos de tetraciclina, um número surpreendentemente grande de patógenos parece ser capaz de resistir aos antibióticos com facilidade.

Genes resistentes a drogas foram encontrados em bactérias no solo e em nossos corpos. Créditos da imagem: Markus Spiske.

As tetraciclinas em geral têm um amplo espectro de atividade. Eles têm sido usados ​​para tratar uma ampla gama de condições, incluindo acne, cólera, brucelose, peste, malária e sífilis. Inicialmente, eles possuíam algum nível de atividade bacteriostática contra quase todas as bactérias clinicamente relevantes. Mas com o passar do tempo, um número crescente de bactérias adquiriu algum nível de resistência, corroendo a versatilidade da droga.

A última geração de tetraciclinas (uma classe de antibióticos poderosos de primeira linha) foi projetada para impedir as duas maneiras mais comuns pelas quais as bactérias resistem a esses medicamentos.

Mas as coisas não estão indo muito bem.

Em 2015, Gautam Dantas, professor de Patologia e Imunologia e de Microbiologia Molecular da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis, descobriu que algumas bactérias possuem genes que lhes permitem tornar o antibiótico inofensivo. Esses genes bacterianos simplesmente cortam o componente tóxico do antibiótico e lidam com ele sem problemas. Mas eles não sabiam como esses genes eram comuns.

Então, em um novo estudo, Dantas e seus colegas queriam ver o quão difundidos esses genes estão em bactérias que vivem no solo e nas pessoas.

A linha de fundo? Eles são bastante difundidos.

“Encontramos pela primeira vez genes destruidores de tetraciclina há cinco anos em bactérias ambientais inofensivas, e dissemos na época que havia um risco de os genes entrarem em bactérias que causam doenças, levando a infecções que seriam muito difíceis de tratar”, disse ele. Dantas, Ph.D. “Uma vez que começamos a procurar esses genes em amostras clínicas, os encontramos imediatamente. O fato de termos sido capazes de encontrá-los tão rapidamente me diz que esses genes estão mais disseminados do que pensávamos. Não é mais um risco teórico que isso seja um problema na clínica. Já é um problema.”

Os pesquisadores também clonaram alguns desses genes em bactérias E. coli que não tinham resistência às tetraciclinas e testaram as bactérias modificadas para ver se elas desenvolviam resistência.

Duas visualizações 3D diferentes de TetX7 (verde), uma enzima destruidora de tetraciclina que causa resistência a todos os antibióticos de tetraciclina (a pequena molécula multicolorida no centro). Pesquisadores da Universidade de Washington em St. Louis e dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) descobriram que os genes que conferem o poder de destruir as tetraciclinas estão disseminados em bactérias que vivem no solo e nas pessoas. Crédito: Timothy Wencewicz

Para tornar as coisas ainda mais preocupantes, essa nova E. coli não só foi muito eficaz em resistir às tetraciclinas, mas também foi capaz de sobreviver a uma ampla gama desses antibióticos. Normalmente, há uma troca entre quão ampla é uma enzima e quão eficiente ela é, diz Timothy Wencewicz, coautor do estudo. Mas este não parece ser o caso aqui – os genes oferecem o melhor dos dois mundos.

As tetraciclinas existem desde a década de 1940 e são um dos antibióticos fundamentais que usamos. Se a resistência a essa classe se generalizar, pode ser um desastre para a saúde pública.

Em última análise, isso significa que, mais cedo ou mais tarde, os patógenos provavelmente desenvolverão resistência aos nossos antibióticos. Precisamos nos preparar para esse evento, seja desenvolvendo novos antibióticos (que se mostraram extremamente desafiadores) ou encontrando novas maneiras de contornar as defesas dos patógenos.

Caso contrário, estamos apenas esperando que uma crise de saúde pública aconteça.

“A resistência aos antibióticos vai acontecer. Precisamos nos antecipar e projetar inibidores agora para proteger nossos antibióticos, porque se esperarmos até que se torne uma crise, será tarde demais”, disse Wencewicz.

Referência do periódico: Andrew J. Gasparrini et al. “Enzimas inativadoras de tetraciclina de bactérias ambientais, comensais humanas e patogênicas causam resistência à tetraciclina de amplo espectro”, Biologia das Comunicações (2020). DOI: 10.1038/s42003-020-0966-5



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