Os antibióticos podem salvar vidas para pessoas que sofrem de infecções bacterianas graves, como pneumonia e meningite. Os medicamentos são letais para as bactérias, mas algumas bactérias lutam desenvolvendo resistência aos antibióticos, e alguns não apenas resistem ao ataque, mas transforme as drogas letais em comida.

Os cientistas têm entendido pouco sobre como as bactérias conseguem consumir antibióticos com segurança, mas uma nova pesquisa da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis ilumina as principais etapas do processo.

As evidências, publicado em 30 de abril em Nature Chemical Biology , pode levar a novas maneiras de eliminar os antibióticos da terra e da água, disseram os pesquisadores. A contaminação ambiental por antibióticos promove a resistência aos medicamentos e prejudica nossa capacidade de tratar infecções bacterianas.

"Dez anos atrás, descobrimos que as bactérias podem comer antibióticos, e todos ficaram chocados com isso, "disse o autor sênior Gautam Dantas, PhD, um professor associado de patologia e imunologia, da microbiologia molecular, e da engenharia biomédica. "Mas agora está começando a fazer sentido. É apenas carbono, e onde quer que haja carbono, alguém descobrirá como comê-lo. Agora que entendemos como essas bactérias fazem isso, podemos começar a pensar em maneiras de usar essa capacidade de se livrar dos antibióticos quando eles estão causando danos. "

A resistência aos medicamentos é um problema sério e cada vez pior, que ameaça fazer os cuidados médicos voltarem a uma época em que os antibióticos ainda não eram descobertos e as doenças infecciosas eram a causa número um de morte em todo o mundo.

As práticas industriais e agrícolas modernas estão acelerando o aumento da resistência aos antibióticos, saturando o meio ambiente com drogas ativas. Na Índia e na China, que juntos produzem a grande maioria dos antibióticos do mundo, fábricas farmacêuticas às vezes despejam resíduos carregados de antibióticos nos cursos d'água locais. Nos Estados Unidos, alguns agricultores adicionam antibióticos à alimentação animal para ajudar o gado a crescer, que produz resíduos carregados com as drogas.

As bactérias compartilham facilmente material genético. Então, quando os antibióticos se infiltram na água e no solo, bactérias residentes respondem espalhando genes de resistência a antibióticos pela comunidade.

Dantas, pesquisador de pós-doutorado e primeiro autor Terence Crofts, PhD, e colegas queriam entender como algumas bactérias ambientais não apenas resistem aos antibióticos, mas se alimente deles. Eles estudaram quatro espécies distantemente aparentadas de bactérias do solo que prosperam apenas com uma dieta de penicilina. A penicilina foi o primeiro antibiótico descoberto, mas caiu em desgraça por causa da resistência. Outros membros da família das penicilinas, como a amoxicilina e a ampicilina, ainda são eficazes e amplamente prescritos para tratar infecções bacterianas.

Os pesquisadores descobriram três conjuntos distintos de genes que se tornaram ativos enquanto a bactéria comia penicilina, mas inativos enquanto a bactéria comia açúcar. Os três conjuntos de genes correspondem a três etapas que as bactérias realizam para transformar um composto letal em uma refeição.

Todas as bactérias começam neutralizando a parte perigosa do antibiótico. Uma vez que a toxina é desarmada, eles cortam uma porção saborosa e a comem.

Compreender as etapas envolvidas na conversão de um antibiótico em alimento pode ajudar os pesquisadores a fazerem a bioengenharia de bactérias a limpar o solo e os cursos d'água contaminados com medicamentos e, assim, retardar a disseminação da resistência aos medicamentos. As bactérias do solo que comem antibióticos naturalmente são enjoadas e difíceis de trabalhar. Mas uma espécie mais tratável, como a E. coli, poderia ser potencialmente projetada para se alimentar de antibióticos em solos ou águas poluídas.

Crofts e Dantas mostraram que poderiam dar à E. coli a capacidade de sobreviver e prosperar com a penicilina. A bactéria normalmente requer açúcar, mas com algumas modificações genéticas e a adição de uma proteína chave, floresceu com uma dieta sem açúcar de penicilina.

"Com alguma engenharia inteligente, podemos ser capazes de modificar as bactérias para quebrar os antibióticos no meio ambiente, "Disse Crofts.

Qualquer projeto de bioengenharia teria que incluir um plano para acelerar o processo de ingestão de antibióticos. A maneira como as bactérias do solo removem naturalmente os antibióticos do meio ambiente é eficaz, mas lenta. Eles não poderiam lidar com a quantidade de antibióticos perto de fábricas de produtos farmacêuticos e em instalações de esgoto.

"Você não poderia simplesmente encharcar um campo com essas bactérias do solo hoje e esperar que limpassem tudo, "Dantas disse." Mas agora sabemos como eles fazem isso. É muito mais fácil melhorar algo que você já tem do que tentar projetar um sistema do zero. "