Leite materno, que consiste em uma mistura complexa e em constante mudança de proteínas, gorduras e açúcares, ajuda a proteger os bebês contra infecções bacterianas.

No passado, os cientistas concentraram sua busca pela fonte de suas propriedades antibacterianas nas proteínas que ele contém. Contudo, uma equipe interdisciplinar de químicos e médicos da Universidade de Vanderbilt descobriu que alguns dos carboidratos do leite humano não apenas possuem propriedades antibacterianas próprias, mas também aumentam a eficácia das proteínas antibacterianas também presentes.

"Este é o primeiro exemplo de generalizado, atividade antimicrobiana por parte dos carboidratos do leite humano, "disse o professor assistente de química Steven Townsend, quem dirigiu o estudo. "Uma das propriedades notáveis ​​desses compostos é que eles são claramente não tóxicos, ao contrário da maioria dos antibióticos. "

Os resultados foram apresentados em 20 de agosto na reunião anual da American Chemical Society em Washington DC pela estudante de doutorado Dorothy Ackerman e publicados no jornal ACS Infectious Diseases em 1 de junho em um artigo intitulado, "Human Milk Oligosaccharides Exhibit Antimicrobial and Anti-Biofilm Properties Against Group B. Streptococcus."

A motivação básica para a pesquisa foi o problema crescente da resistência bacteriana aos antibióticos, que o Center for Disease Control and Prevention estima causa 23, 000 mortes anualmente.

"Começamos a procurar métodos diferentes para derrotar bactérias infecciosas. Para nos inspirar, nos voltamos para uma bactéria em particular, Grupo B Strep. Ficamos imaginando se seu hospedeiro comum, mulheres grávidas, produz compostos que podem enfraquecer ou matar estreptococos, que é a principal causa de infecções em recém-nascidos em todo o mundo, "Townsend disse.

Em vez de procurar proteínas no leite humano com propriedades antimicrobianas, Townsend e seus colegas voltaram sua atenção para os açúcares, que são consideravelmente mais difíceis de estudar.

"Durante a maior parte do século passado, bioquímicos argumentaram que as proteínas são as mais importantes e os açúcares, uma reflexão tardia. A maioria das pessoas aceitou esse argumento, mesmo que não haja dados para apoiá-lo, "Townsend disse." Muito menos se sabe sobre a função dos açúcares e, como químico de glicoproteínas treinado, Eu queria explorar seu papel. "

Para fazer isso, os pesquisadores coletaram carboidratos do leite humano, também chamados de oligossacarídeos, de uma série de diferentes amostras de doadores e traçou seu perfil com uma técnica de espectrometria de massa que pode identificar milhares de grandes biomoléculas simultaneamente. Em seguida, eles adicionaram os compostos às culturas de estreptococos e observaram o resultado no microscópio. Isso mostrou que não apenas alguns desses oligossacarídeos matam as bactérias diretamente, mas alguns também quebram fisicamente os biofilmes que as bactérias formam para se protegerem.

Em um estudo piloto, O laboratório de Townsend coletou cinco amostras. Eles descobriram que os açúcares de uma amostra quase mataram uma colônia inteira de estreptococos. Em outra amostra, os açúcares foram moderadamente eficazes, enquanto as três amostras restantes exibiram um nível inferior de atividade. Em um estudo de acompanhamento, eles estão testando mais de duas dúzias de amostras adicionais. Até aqui, dois quebraram os biofilmes bacterianos e mataram as bactérias, quatro quebraram os biofilmes, mas não mataram as bactérias e dois mataram as bactérias sem quebrar os biofilmes.

"Nossos resultados mostram que esses açúcares têm um efeito duplo, "disse Townsend." Primeiro, eles sensibilizam as bactérias alvo e depois as matam. Os biólogos às vezes chamam isso de 'letalidade sintética' e há um grande impulso para desenvolver novos medicamentos antimicrobianos com essa capacidade. "

Ao dosar culturas de estreptococos com uma mistura de açúcares do leite e peptídeos antimicrobianos da saliva humana, os pesquisadores também mostraram que a capacidade dos açúcares de quebrar biofilmes também pode aumentar a eficácia de outros agentes antimicrobianos que o leite materno contém.

Em estudos de acompanhamento, a equipe também mostrou que a atividade antimicrobiana dos açúcares do leite se estende a uma série de outras bactérias infecciosas, incluindo dois dos seis patógenos "ESKAPE" que são a principal causa de infecções hospitalares em todo o mundo.

Townsend está colaborando com colegas do Centro de Pesquisa de Espectrometria de Massa de Vanderbilt para identificar os tipos específicos de moléculas de carboidratos responsáveis ​​pelos efeitos antibacterianos que descobriram.