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Como bactérias quase mortas por antibióticos podem se recuperar – e de quebra ganhar resistência

A bactéria E. coli pode tornar-se resistente ao antibiótico tetraciclina produzindo uma proteína que bombeia o medicamento para fora de uma célula bacteriana. Aqui, bactérias resistentes que fazem a proteína da bomba brilhar em vermelho, enquanto as bactérias que não produzem a bomba (verde) são preenchidas com o antibiótico.

Uma proteína que bombeia produtos químicos tóxicos de células bacterianas de E. coli pode ganhar tempo até que micróbios quase mortos se tornem resistentes a antibióticos. A proteína, conhecida como bomba de fluxo de múltiplas drogas AcrAB-TolC, não funciona bem o suficiente para derrotar os antibióticos. Mas pode eliminar moléculas antibióticas em quantidade suficiente para permitir a produção de proteínas de resistência real em células bacterianas, relatam pesquisadores na revista Science em 24 de maio.

Os cientistas sabem há décadas que os genes de resistência a antibióticos são frequentemente transportados em pequenos círculos de DNA chamados plasmídeos. Duas bactérias que entram em contato umas com as outras podem passar esses plasmídeos de células resistentes a antibióticos para células mais sensíveis. Mas isso acontece quando os antibióticos não estão por perto para matar células sensíveis.

A sabedoria comum afirma que o tratamento de bactérias com antibióticos deve parar as bactérias no ato de trocar genes de resistência a antibióticos, diz Kim Lewis, microbiologista da Universidade Northeastern, em Boston, que não participou do estudo.  Pelo menos, “ontem, isso é o que eu teria dito a você”, diz ele.  “Hoje, depois de ler esse documento, tenho que mudar meus pontos de vista.”

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O geneticista bacteriano Christian Lesterlin, do CNRS-INSERM, da Universidade de Lyon, na França, e seus colegas queriam saber mais sobre como as bactérias passam a resistência aos antibióticos uma para às outras.  Os pesquisadores programaram geneticamente a E. coli para produzir proteínas fluorescentes que permitiram que a equipe assistisse ao microscópio em tempo real enquanto as bactérias trocavam os plasmídeos e produziam proteínas resistentes aos antibióticos.

No vídeo: Pesquisadores capturaram bactérias E. coli no ato de se tornarem resistentes ao antibiótico tetraciclina. Algumas bactérias já continham um pedaço circular de DNA, chamado de plasmídeo, que carrega genes de resistência a antibióticos. Essas células resistentes (verde) passam o plasmídeo para células sensíveis (vermelho). Depois que o plasmídeo é transferido (pontos amarelos), as bactérias sensíveis começam a produzir proteínas que tornam os micróbios resistentes ao antibiótico. As bactérias ficam cada vez mais verdes à medida que se tornam resistentes ao antibiótico.

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As trocas acontecem rapidamente. Dentro de três horas, cerca de 70% das E. coli sensíveis se tornaram resistentes ao antibiótico tetraciclina, descobriu a equipe de Lesterlin.  Quando a tetraciclina foi adicionada às bactérias, cerca de um terço dos micróbios que ainda eram sensíveis também se tornaram resistentes à tetraciclina.  “Isso foi muito, muito surpreendente”, diz Lesterlin.

Uma vez que as bactérias obtêm o DNA plasmidial, elas ainda precisam ativar os genes de resistência e produzir as proteínas que acabam combatendo os antibióticos – neste caso, uma proteína chamada TetA que bombeia a tetraciclina para fora das bactérias.  A tetraciclina bloqueia a produção de proteínas, portanto, quando a droga está por perto, as bactérias que ainda não produziram a TetA estarão quase mortas e não deveriam poder aproveitar os genes de resistência recém-adquiridos, diz Lewis.

Mas a maior parte das bactérias mortas ainda está um pouco viva graças à bomba de proteínas de múltiplos fármacos – pelo menos o suficiente para que algumas proteínas TetA, que exportam todo o antibiótico e, finalmente, devolvem os micróbios à vida plena, descobriram os pesquisadores.

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A bomba de múltiplas drogas também ajudou as bactérias a permanecerem vivas por tempo suficiente para desenvolver resistência a outros antibióticos. A desativação ou remoção dessa bomba impediu que as bactérias desenvolvessem resistência.  Drogas que desativam essa proteína da bomba podem impedir a propagação da resistência a antibióticos através de plasmídeos.  Mas essas drogas ainda não são seguras para uso em pessoas, diz Lesterlin.

“Não há boas notícias para o bem-estar humano” no estudo, diz ele.  Ainda assim, “é melhor conhecer seu inimigo e que tipo de arma ele tem”. [ScienceNews]

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