Por meio de simulações de computador, os cientistas podem prever se as bactérias podem ser interrompidas com terapias antibacterianas populares ou não - um avanço que ajudará a selecionar e desenvolver tratamentos eficazes para infecções bacterianas.

A crescente resistência aos antibióticos é uma das ameaças globais à saúde mais sérias que enfrentamos. Há uma necessidade urgente de desenvolver novos antibióticos com boa relação custo-benefício, pois estima-se que até 2050, 10 milhões de vidas por ano correm o risco de infecções resistentes a antibióticos. Em uma tentativa de ajudar a enfrentar este desafio, pesquisadores da Universidade de Bristol desenvolveram simulações de computador que podem ser a chave para avançar na atual 'corrida armamentista' com bactérias.

Os pesquisadores se concentraram em enzimas em bactérias que podem dividir a estrutura de antibióticos do tipo penicilina, levando à resistência. Para restaurar a eficácia desses antibióticos, moléculas de 'bloqueio de resistência' foram desenvolvidas para bloquear a atividade dessas enzimas. Ao tratar os pacientes com as combinações certas de antibióticos e bloqueadores de resistência, os médicos são capazes de obter vantagem na batalha. Infelizmente, bactérias podem fazer muitas enzimas diferentes capazes de destruir penicilinas, e os bloqueadores de resistência disponíveis funcionam apenas contra alguns deles.

Novas descobertas, publicado em Bioquímica , mostram que agora é possível usar simulações de computador para prever se esses bloqueadores de resistência serão eficazes ou não. Espera-se que esta informação ajude os cientistas a desenvolver bloqueadores de resistência aprimorados, que pode restaurar a ação dos antibióticos populares contra uma ampla gama de bactérias resistentes.

Usando uma técnica de simulação de computador chamada QM / MM (simulações de mecânica quântica / mecânica molecular), a equipe de pesquisa de Bristol foi capaz de obter uma visão em nível molecular de como as enzimas de resistência reagem com os bloqueadores de resistência.

Os pesquisadores se concentraram especificamente no ácido clavulânico, um medicamento que impede a destruição de antibióticos semelhantes à penicilina. O ácido clavulânico é comumente usado em combinação com o antibiótico amoxicilina para tratar o ouvido, infecções dos seios da face e do trato urinário (co-amoxiclav). Algumas dessas infecções bacterianas, Contudo, estão se tornando muito mais difíceis de tratar porque o ácido clavulânico não atua com eficácia contra as enzimas que produzem.

As simulações QM / MM interrogaram como o ácido clavulânico interage com essas enzimas bacterianas e revelaram a etapa mais importante para determinar se a enzima é bloqueada de forma eficaz. Uma enzima que não pode ser interrompida libera uma molécula quebrada de ácido clavulânico e continua quebrando o antibiótico com o qual é administrada, resultando em resistência aos antibióticos. Se a quebra do ácido clavulânico levar muito tempo, então a enzima fica "entupida" e é incapaz de quebrar o antibiótico, que pode então matar a bactéria e eliminar a infecção.

Dr. Marc van der Kamp, da Escola de Bioquímica da Universidade de Bristol, disse:

"Estamos entusiasmados em ver como nossas simulações de computador podem ser usadas no futuro para testar enzimas de bactérias e prever quando um inibidor de bloqueio de resistência será eficaz.

Esperamos que isso identifique como podemos bloquear melhor essas enzimas bacterianas, para que os antibióticos possam ser usados ​​de forma eficaz para o tratamento de infecções resistentes a medicamentos.

Nossas simulações também podem ser uma ferramenta valiosa para ajudar a escolher quais combinações de medicamentos são melhores para o tratamento de um surto de infecção específico, permitindo-nos estar mais bem equipados nesta 'corrida armamentista' com bactérias. "