Os cientistas estão procurando maneiras de desenvolver antibióticos que possam atacar com precisão as bactérias infecciosas. O aumento da especificidade pode ajudar a combater a resistência aos antibióticos e também evitar que bactérias "boas" sejam atacadas por antibióticos de amplo espectro.

Os esforços para desenvolver antibióticos direcionados foram limitados pela dificuldade de um diagnóstico rápido e pelo desenvolvimento de mecanismos de morte direcionados.

Um esforço colaborativo de dois professores do Boston College - um químico e um biólogo - levou a uma nova plataforma para permitir a descoberta rápida de moléculas que potencialmente reconhecem qualquer cepa de bactéria de interesse, a equipe relatou recentemente no Jornal da American Chemical Society .

A nova abordagem é baseada na exibição de fagos, uma estratégia comprovada usada para criar e rastrear bibliotecas de peptídeos contendo bilhões de diferentes membros compostos exibidos em bacteriófagos. Embora seja uma ferramenta poderosa, a exibição de fago foi limitada para uso com os peptídeos de aminoácidos naturais, os pesquisadores notaram.

O Professor Associado de Química Jianmin Gao e o Professor Associado de Biologia Tim van Opijnen decidiram expandir o "espaço químico" da exibição de fagos incorporando ogivas químicas projetadas que aumentam dramaticamente a potência de um peptídeo para ligar alvos biológicos.

A triagem desta biblioteca química aprimorada contra bactérias vivas produziu poderosas, sondas altamente seletivas para atingir dois patógenos bacterianos mortais resistentes a antibióticos:Staphylococcus aureus resistente à meticilina e Acinetobacter baumannii resistente à colistina, a equipe relatou em um artigo intitulado "A exibição de fagos de motivos de ligação covalente dinâmica permite o desenvolvimento fácil de antibióticos direcionados".

Gao disse que as ogivas químicas projetadas introduzem na biblioteca de fagos um "mecanismo de ligação covalente reversível, "que está ausente em peptídeos de aminoácidos naturais. A biblioteca de peptídeos quimicamente aprimorada permite o direcionamento potente e seletivo de uma bactéria de interesse, superar as condições biológicas que interferem na ligação com os patógenos e evitar células humanas saudáveis.

"A 'ogiva' nos permite criar moléculas com potência e seletividade aprimoradas em relação a uma cepa bacteriana de interesse, "disse Gao, cuja pesquisa é apoiada pelo National Institutes of Health. "Agora temos uma biblioteca muito melhor para usar na triagem e identificação das cepas dessas moléculas bacterianas específicas."

Em outros experimentos, Gao e van Opijnen anexaram com sucesso uma toxina genérica a essas moléculas direcionadas à bactéria, um avanço significativo conferindo especificidade no tratamento das duas cepas de bactéria.

"Esta nova, a biblioteca de fagos modificada mostra que pode ser um poderoso, ferramenta polivalente, "disse Gao." Primeiro, pode ser usado para gerar agentes de imagem para confirmar uma infecção bacteriana suspeita. Essas sondas irão procurar por bactérias infectadas. Encontre-os e anexe-se a eles. Segundo, podemos anexar um antibiótico e a sonda servirá para entregar a toxina à única espécie de bactéria. Isso nos deixa mais perto de antibióticos de espectro estreito. "

Gao e van Opijnen disseram que a nova abordagem deve ser aplicável a uma ampla gama de patógenos bacterianos, permitindo o desenvolvimento de antibióticos direcionados.

"Este é um primeiro passo em direção a essa meta de longo prazo, ", disse Gao." Gostaríamos de expandir esta abordagem promissora para desenvolver antibióticos direcionados que tratem essas cepas específicas de patógenos mortais e prejudiciais. "

Gao disse que os avanços nos antibióticos direcionados melhorarão o atendimento ao paciente, e reduzir a "pressão" colocada sobre as bactérias necessárias e sua evolução de resistência aos antibióticos.

"Com tratamento com antibióticos de amplo espectro, todas as bactérias do corpo sentem a tensão e evoluem para resistir aos antibióticos, "disse Gao." Portanto, nossos antibióticos atualmente disponíveis estão forçando a aquisição rápida de resistência, o que é indesejável. Idealmente, gostaríamos de apresentar algo que visasse seletivamente as bactérias causadoras de doenças. Trate essa cepa e apenas essa cepa e assim não teremos que eliminar as bactérias boas. "

Além de Gao e van Opijnen, a equipe incluiu os pesquisadores do Boston College Kelly A. McCarthy, Michael A. Kelly, Kaicheng Li, Samantha Cambray, e Azade S. Hosseini. Patrick Autissier, gerente da Unidade de Seleção de Células do BC, fornecido análise de citometria de fluxo.