A resistência antimicrobiana representa uma das 10 principais ameaças globais à saúde pública, de acordo com a Organização Mundial da Saúde, e os cientistas têm se esforçado para encontrar novas ferramentas para curar as infecções resistentes a medicamentos mais mortais. A pesquisa liderada por um cientista da Universidade de Maryland em colaboração com o Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas sugere que reduzir a virulência em infecções resistentes a medicamentos, em vez de tentar matar as bactérias imediatamente, pode oferecer uma abordagem alternativa ao tratamento.
O estudo revelou como duas proteínas permitem que a bactéria Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) segregue as toxinas que deixam as pessoas doentes. A pesquisa sugere que as terapias direcionadas a essas duas proteínas podem desativar o MRSA, tornando-o menos mortal e possivelmente até inofensivo. Tal abordagem também reduziria o risco de promover resistência a antibióticos.
O artigo, publicado em 13 de fevereiro de 2023, no Anais da Academia Nacional de Ciênciass sugere que mecanismos semelhantes podem existir em outras bactérias, apontando para o potencial de uma nova abordagem para o tratamento de outras infecções bacterianas.
“Estávamos procurando uma maneira alternativa de abordar o MRSA”, disse Seth Dickey, professor assistente do Departamento de Medicina Veterinária da UMD e principal autor do estudo. “Estávamos interessados em entender como a bactéria causa a doença para ver se poderíamos interferir diretamente nos fatores de virulência que ela produz. Se pudermos desarmá-la, talvez não tenhamos que nos preocupar com a fuga de agentes antimicrobianos.”
A resistência antimicrobiana se desenvolve quando um tratamento medicamentoso derruba algumas, mas não todas as células bacterianas. As bactérias que permanecem tendem a ter alguma resistência natural, portanto, se tiverem chance de recolonizar, a próxima infecção será mais forte diante dos antibióticos. Essa reprodução seletiva não intencional levou a superbactérias como MRSA e tuberculose multirresistente.
Uma abordagem para tratar a infecção que a torne menos prejudicial sem matá-la poderia eliminar o potencial para tal reprodução seletiva. No MRSA, esse esforço foi prejudicado pelo fato de a bactéria produzir vários tipos de toxinas em abundância. Compreender cada mecanismo e desligá-lo é tremendamente desafiador. Assim, Dickey e seus colegas decidiram não observar como as células produzem toxinas, mas como elas secretam essas toxinas em seu hospedeiro.
Trabalhos anteriores de Dickey e outras equipes descobriram que duas proteínas servem como balsas para transportar as moléculas da toxina através da membrana celular bacteriana para o ambiente externo. Mas não estava claro por que havia duas proteínas transportadoras e como elas funcionavam. Sem esse entendimento, os cientistas não podem desenvolver terapias para prevenir a secreção de toxinas.
Para entender o mecanismo em jogo, Dickey e sua equipe removeram cada tipo de transportador por meio de engenharia genética e observaram como as células MRSA secretavam toxinas. Eles descobriram que uma proteína transportadora coleta toxinas hidrofílicas, ou amantes da água, flutuando no citoplasma da célula e as transporta através da membrana celular. Quando esse transportador estava ausente, as toxinas hidrofílicas continuaram a se acumular dentro das células MRSA, onde são inofensivas tanto para o MRSA quanto para qualquer hospedeiro em potencial.
Quando a equipe removeu a segunda proteína transportadora, hidrofóbica ou repulsiva à água, as toxinas se acumularam na célula. Isso é significativo, porque essas toxinas tendem a se mover por conta própria para fora do citoplasma aquoso e se alojar na membrana celular mais oleosa. E é aí que as toxinas MRSA causam danos, nas células hospedeiras e nas células MRSA. Portanto, sem a segunda proteína transportadora, as células MRSA são danificadas por suas próprias toxinas hidrofóbicas.
Isso sugere que a terapêutica futura direcionada a um transportador pode reduzir a virulência, e a terapêutica direcionada ao segundo transportador pode reduzir a virulência ao mesmo tempo em que tem um efeito antibiótico.
As descobertas do estudo têm implicações além do MRSA. Quando os pesquisadores analisaram os genomas de uma variedade de outras bactérias, descobriram que muitas têm genes para produzir um sistema de proteína de transporte duplo semelhante ao encontrado no MRSA.