Pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade da Califórnia, em San Diego, descobriram um passo fundamental na forma como as bactérias adquirem resistência aos medicamentos, revelando um novo processo para a transferência horizontal de genes de resistência que não havia sido descrito anteriormente em bactérias.

As descobertas, publicadas na edição de 15 de julho da revista Molecular Cell, têm implicações para enfrentar a ameaça global da resistência aos antibióticos e são especialmente preocupantes porque podem complicar o desenvolvimento de novos antibióticos e contribuir para a disseminação de genes de resistência entre múltiplas espécies de bactérias. .

"O aumento da resistência aos antibióticos é um dos desafios de saúde mais urgentes do nosso tempo", disse Victor Nizet, MD, professor e vice-presidente do Departamento de Pediatria e da Escola Skaggs de Farmácia e Ciências Farmacêuticas da Escola de Ciências Farmacêuticas da UC San Diego. Medicamento. “Nossa descoberta revela um mecanismo pelo qual os genes de resistência são compartilhados entre diferentes tipos de bactérias, fornecendo novos insights sobre a evolução e disseminação da resistência a infecções bacterianas potencialmente fatais”.

Nizet é membro do Programa de Treinamento em Biologia Molecular de Infecções Bacterianas da UC San Diego e autor sênior do estudo. O primeiro autor é Justin Silpe, PhD, pesquisador do laboratório de Nizet.

Transferindo Genes de Resistência

A disseminação de genes de resistência a antibióticos é um importante problema de saúde pública. Nos Estados Unidos, os Centros de Controlo e Prevenção de Doenças (CDC) relatam que pelo menos 2 milhões de pessoas contraem infecções resistentes a antibióticos e pelo menos 23.000 dessas pessoas morrem todos os anos.

As bactérias podem adquirir naturalmente genes que conferem resistência a certos antibióticos. No entanto, nas últimas décadas, a propagação da resistência aos antibióticos foi acelerada pelo uso excessivo e indevido de antibióticos em humanos e animais. Isto criou uma pressão seletiva que favorece a sobrevivência e a propagação de bactérias resistentes.

As bactérias podem transferir genes de resistência para outras bactérias através de vários mecanismos, incluindo a transferência horizontal de genes (HGT). Uma forma comum de HGT é chamada de conjugação, que envolve a transferência de genes de uma bactéria para outra por meio de contato direto.

O mecanismo recém-descoberto do HGT identificado pelos pesquisadores da UC San Diego é diferente da conjugação. Envolve a transferência de genes de uma bactéria para outra através da liberação de vesículas de membrana. Essas vesículas são pequenas estruturas esféricas que são liberadas da membrana externa das bactérias.

Os pesquisadores descobriram que as vesículas de membrana liberadas por um tipo de bactéria podem ser absorvidas por outros tipos de bactérias, incluindo aquelas que não estão intimamente relacionadas. Este processo pode transferir genes de resistência de uma espécie de bactéria para outra, mesmo que as duas espécies não estejam em contacto direto.

Amplas implicações para a resistência aos antibióticos

A descoberta deste novo mecanismo de HGT tem amplas implicações para a resistência aos antibióticos. Isto sugere que os genes de resistência podem ser transferidos de forma mais fácil e ampla entre diferentes tipos de bactérias do que se pensava anteriormente. Isto poderia tornar mais difícil o desenvolvimento de novos antibióticos que sejam eficazes contra todos os tipos de bactérias resistentes.

“Nossas descobertas revelam um mecanismo até então não reconhecido para a transferência de genes de resistência entre bactérias”, disse Silpe. “Isto poderia contribuir para a propagação da resistência aos antibióticos entre múltiplas espécies de bactérias, tornando mais difícil o tratamento de infecções causadas por estas bactérias resistentes”.

Os investigadores enfatizaram a necessidade de mais pesquisas para compreender a prevalência e o significado deste novo mecanismo da HGT na propagação da resistência aos antibióticos. Estão também a investigar formas de inibir a transferência de genes de resistência através de vesículas de membrana, como uma estratégia potencial para combater a resistência aos antibióticos.

A equipe de pesquisa incluiu cientistas da Universidade da Califórnia, da Escola de Medicina de San Diego e da Escola de Farmácia e Ciências Farmacêuticas Skaggs. O estudo foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (R01AI113039).