Em um novo estudo publicado no Journal of Biological Chemistry ( JBC ), pesquisadores da Universidade de Notre Dame e da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign descobriram que a bactéria Pseudomonas aeruginosa, um patógeno que causa pneumonia, sepse e outras infecções, comunica sinais de socorro dentro de um grupo de bactérias em resposta a certos antibióticos. Descobriu-se que essa comunicação varia na colônia e sugere que essa bactéria pode desenvolver comportamentos protetores que contribuem para sua capacidade de tolerar alguns antibióticos.

"Há uma falta geral de entendimento sobre como as comunidades de bactérias, como o patógeno oportunista P. aeruginosa, responder aos antibióticos, "disse Nydia Morales-Soto, cientista pesquisador sênior em engenharia civil e ambiental e ciências da terra (CEEES) na Universidade de Notre Dame e autor principal do artigo. "Muito do que sabemos vem de estudos sobre comunidades de biofilme estacionário, Considerando que menos se sabe sobre o processo de antemão quando as bactérias estão colonizando, espalhando e crescendo. Neste estudo, nossa equipe de pesquisa revisou especificamente o comportamento das bactérias durante este período e o que isso pode significar para a resistência aos antibióticos. "

O comportamento relatado foi causado pela tobramicina, um antibiótico comumente usado em ambientes clínicos, e resultou em uma resposta de sinal duplo. Como este antibiótico foi aplicado a uma colônia de P. aeruginosa, a bactéria produziu um sinal para uma área localizada da colônia - um sinal de Pseudomonas quinolona (PQS) que é conhecido por ocorrer - bem como um segundo, resposta de toda a comunidade, conhecido como alquil hidroxiquinolina (AQNO).

A equipe mapeou a produção de cada resposta espacialmente, e determinou que P. aeruginosa é capaz de produzir PQS em pequenas bolsas em concentrações significativamente maiores do que as registradas anteriormente. Essas descobertas ajudaram a garantir a seleção do artigo como "Escolha do Editor do JBC, "um reconhecimento dado apenas aos primeiros 2 por cento dos manuscritos publicados na revista em um determinado ano.

O estudo mostrou que PQS e AQNO são respostas reguladas de forma independente que comunicam mensagens diferentes intencionalmente. Adicionalmente, isso significa que o tipo de bactéria pode ter alguma capacidade de proteger a colônia de algumas toxinas externas enquanto a bactéria ainda está em fase de colonização.

"Embora a resposta AQNO identificada no artigo seja um comportamento dependente do estresse, é uma mensagem química tão nova que ainda não foi definitivamente rotulada como um sinal. Embora, com base em nossas descobertas, nós acreditamos que é, "disse Joshua Shrout, professor associado do CEEES e professor associado simultâneo de ciências biológicas da Universidade de Notre Dame e co-autor do artigo. "Sem considerar, este trabalho abre uma nova janela para a compreensão do comportamento da P. aeruginosa e, potencialmente, como esta bactéria promove tolerância aos antibióticos. "

O estudo, que foi financiado pelo National Institutes of Health, foi capaz de identificar uma resposta comportamental bacteriana única devido ao método de pesquisa distinto da equipe. O grupo utilizou espectroscopia Raman e espectrometria de massa para completar uma análise deliberada, pixel por pixel, de centenas de milhares de pixels em suas imagens químicas. Esse processo detalhado é o que permitiu aos pesquisadores identificar as duas respostas químicas distintas da bactéria à tobramicina, que pode ser facilmente esquecido. O método também é um processo único desenvolvido por essa equipe específica de pesquisadores.