A persistência é um fenômeno exibido por uma pequena subpopulação de células bacterianas dentro de uma população bacteriana maior que lhes permite sobreviver ao tratamento com antibióticos. Estas células persistentes não são geneticamente resistentes aos antibióticos, mas podem tolerar a exposição aos antibióticos por longos períodos. Aqui estão vários mecanismos pelos quais bactérias persistentes são capazes de evitar antibióticos:
1. Crescimento lento ou dormência: - Algumas bactérias podem entrar num estado de crescimento lento ou dormência em resposta ao stress antibiótico. Nesse estado, eles apresentam atividade metabólica reduzida, tornando-os menos suscetíveis a antibióticos direcionados às células em crescimento ativo.
2. Bombas de efluxo: - As bactérias podem possuir bombas de efluxo, que são proteínas de membrana que transportam ativamente os antibióticos para fora da célula. Estas bombas podem diminuir as concentrações intracelulares de antibióticos, reduzindo a sua eficácia.
3. Permeabilidade alterada da membrana externa: - Alterações na estrutura e composição da membrana externa bacteriana podem limitar a entrada de antibióticos na célula. Isso pode ocorrer por meio de modificações como diminuição da expressão de porinas, aumento da produção de exopolissacarídeos ou alterações na composição lipídica da membrana.
4. Formação de biofilme: - As bactérias podem formar comunidades protetoras chamadas biofilmes, onde são incorporadas em uma matriz autoproduzida de substâncias poliméricas extracelulares (EPS). Os biofilmes atuam como barreiras físicas que impedem a penetração dos antibióticos e protegem as células envolvidas da ação antibiótica.
5. Sistemas Toxina-Antitoxina: - Algumas bactérias possuem sistemas toxina-antitoxina (TA), que são módulos genéticos constituídos por uma toxina estável e uma antitoxina lábil. Em condições normais, a antitoxina neutraliza a atividade da toxina. Porém, quando exposta a antibióticos, a antitoxina é degradada, liberando a toxina, que inibe o crescimento e a divisão celular, levando a um estado de dormência.
6. Adaptações metabólicas: - As bactérias persistentes podem ter adaptações metabólicas que lhes permitem contornar ou superar os alvos dos antibióticos. Por exemplo, algumas bactérias podem utilizar vias metabólicas alternativas para contornar as etapas inibidas por antibióticos.
7. Sensor de Quórum: - Quorum sensing é um mecanismo de comunicação célula a célula usado por bactérias para coordenar a expressão genética com base na densidade populacional. Certos antibióticos podem induzir a detecção de quórum, levando à activação de genes de resistência a antibióticos ou à formação de estruturas protectoras.
8. Heterogeneidade da subpopulação: - As populações bacterianas podem apresentar heterogeneidade fenotípica, onde diferentes subpopulações apresentam perfis distintos de suscetibilidade aos antibióticos. As células persistentes podem representar uma subpopulação com tolerância inerente aos antibióticos.
9. Respostas ao estresse: - As bactérias podem activar várias vias de resposta ao stress após exposição a antibióticos, levando à produção de factores protectores que aumentam a sobrevivência. Essas respostas podem envolver a regulação positiva de genes relacionados ao reparo do DNA, à desintoxicação e às defesas antioxidantes.
Bactérias persistentes representam desafios significativos no tratamento de infecções crônicas e recorrentes. Compreender os mecanismos de persistência é crucial para o desenvolvimento de estratégias para superar a resistência aos antibióticos e melhorar os resultados do tratamento.