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Antibióticos podem ajudar bactérias a sobreviver

Medicações podem alterar a química do corpo para torná-lo mais acolhedor a micróbios invasores

Pixabay
Antibióticos salvam vidas, mas não estão a salvo de falhas. Mesmo quando os micróbios ainda não adquiriram mutações genéticas que lhes permitam escapar de medicamentos - uma marca da resistência a antibióticos - as medicações nem sempre somem com as infecções. Um novo estudo identifica um surpreendente motivo: nos locais de infecção, os antibióticos modificam a mistura natural de substâncias químicas feita pelo corpo de maneira a proteger as bactérias. Eles também bloqueiam a capacidade das células imunológicas dos hospedeiros de lutar contra os intrusos.

Estas descobertas, publicadas na última quinta-feira (30 de novembro) na revista Cell Host & Microbe, poderiam ajudar cientistas a “criar tratamentos mais efetivos”, diz James Collins, engenheiro biológico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, na sigla em inglês) e autor sênior do artigo. Em algum momento futuro pode ser possível administrar antibióticos junto com outras substâncias que possam mitigar essas mudanças ou ter o efeito oposto, tornando as drogas mais efetivas, segundo ele.

Collins e seus colegas do Instituto Broad do MIT, da Universidade Harvard e da Universidade da Califórnia em San Diego infectaram camundongos com a bactéria Escherichia coli e deram antibióticos a alguns deles. Então, os cientistas pegaram amostras de tecido dos camundongos e analisaram os níveis de certos químicos corporais - conhecidos como metabólitos - que as bactérias podem usar para crescer e se multiplicar. Nos locais de infecção, camundongos que receberam antibióticos tinham níveis maiores de alguns metabólitos quando comparados àqueles que não foram medicados. Os níveis também eram maiores do que os detectados por cientistas em animais saudáveis.

Para ver se os metabólitos alteraram a efetividade dos antibióticos, Collins e seus colegas acrescentaram esses químicos isoladamente a bactérias E. Coli cultivadas em laboratório. Eles descobriram que precisavam adicionar concentrações maiores dos medicamentos para matar a bactéria quando algumas das substâncias químicas estavam presentes. Em outras palavras, as substâncias os quais haviam aumentado nos animais infectados e tratados com antibiótico ironicamente estavam deixando a bactéria menos suscetível aos medicamentos.

Essas alterações nos químicos não foram incitadas pelas células bacterianas, mas sim pelas células do próprio animal. Os pesquisadores concluíram isso após darem antibióticos a camundongos “livres de germes”, que não possuíam bactéria alguma, e virem as mesmas mudanças químicas. “Isso é realmente surpreendente”, diz Eric Brown, chefe de pesquisa em biologia química microbial na Universidade McMaster em Ontário, Canadá, o qual não esteve envolvido no estudo. “Antibióticos deveriam ser ‘balas mágicas’ direcionadas a bactérias, não à pessoa sofrendo com a infecção. Este trabalho sugere que há mais coisas acontecendo - do lado do hospedeiro - do que pensávamos.”

Não está claro o quanto essas mudanças podem reduzir a eficácia de antibióticos em pessoas infectadas. “Suspeitamos que a força desse efeito realmente vai depender do tipo de infecção e dos tipos de antibióticos usados”, diz Jason Yans, pós-doutorado de bioengenharia do MIT e um dos co-autores do artigo. Segundo ele, alguns medicamentos, como a estreptomicina, são bastante sensíveis a alterações químicas locais. Então, esses efeitos poderiam prejudicar significativamente a medicação; contudo, mais estudos são necessários.

Collins também não está certo sobre como as substâncias químicas desencadeiam esses efeitos. Porém, ele observa que alguns componentes retardam aspectos do metabolismo bacteriano, tornando os antibióticos menos letais. A maioria dos antibióticos aceleram o metabolismo bacteriano ao mesmo tempo em que desestabilizam o processo metabólico, levando ao acúmulo de moléculas tóxicas dentro das bactérias que vai ajudar a matá-las. Com o enfraquecimento desse processo, a bactéria sobrevive mais facilmente.

É improvável que as células hospedeiras estejam produzindo esses metabólitos como parte de uma reação direcionada, de acordo com Yang. “Não achamos que seja uma resposta bioquímica programada e que, quando uma célula hospedeira vê uma infecção e um antibiótico, é isso que ela produzirá”, ele diz. Em vez disso, provavelmente “os efeitos colaterais não específicos desses antibióticos na presença de germes estão causando outras mudanças fisiológicas as quais não conhecemos. E esses metabólitos podem ser liberados como um tipo de subproduto.”

Antibióticos também parecem interferir na luta das células de imunidade do hospedeiro contra a infecção. Quando Collins e sua equipe acrescentaram antibióticos a células imunológicas de camundongos chamadas macrófagos, elas consumiram menos oxigênio, necessário para a atividade de matar bactérias. Então, expuseram macrófagos tratados com antibióticos a bactérias E. coli. Eles descobriram que, em comparação a macrófagos os quais não haviam sido tratados com antibióticos, aqueles que foram expostos às drogas engoliram e destruíram menos bactérias.

Yang enfatiza que estas descobertas não significam que antibióticos são inúteis. “Antibióticos funcionam muito, muito bem”, diz. “Para a maioria das infecções, [quando] damos um antibiótico local, ele vai remover a infecção.” No entanto, as descobertas sugerem que infecções são ambientes complicados, e antibióticos influenciam mais do que somente células bacterianas, frequentemente de formas inesperadas. “Esse é um dos conceitos realmente importantes os quais espero que possamos transmitir - isso é complicado, e as partes complicadas importam”, ele diz.

Melinda Wenner Moyer
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