Ramnolipídeos produzidos por Pseudomonas aeruginosa têm como alvo a membrana plasmática de Staphylococcus aureus (marcado aqui em vermelho) para aumentar a permeabilidade aos antibióticos aminoglicosídeos. Crédito:Conlon Lab, UNC School of Medicine
Staphylococcus aureus bactérias são uma das principais causas de infecções graves que muitas vezes persistem apesar do tratamento com antibióticos, mas cientistas da Escola de Medicina da UNC descobriram agora uma maneira de tornar essas bactérias muito mais suscetíveis a alguns antibióticos comuns.
Os cientistas, em um estudo publicado em Biologia Química Celular , descobriram que adicionar moléculas chamadas ramnolipídios pode formar antibióticos aminoglicosídeos, como tobramicina, centenas de vezes mais potente contra S. aureus - incluindo as cepas que de outra forma são muito difíceis de matar. Os ramnolipídios efetivamente afrouxam as membranas externas de S. aureus células para que as moléculas de aminoglicosídeos possam entrar nelas mais facilmente.
"Há uma grande necessidade de novas maneiras de matar bactérias que toleram ou resistem aos antibióticos padrão, e para esse fim, descobrimos que alterar a permeabilidade da membrana para induzir a captação de aminoglicosídeo é uma estratégia extremamente eficaz contra S. aureus , "disse o autor sênior do estudo Brian Conlon, Ph.D., professor assistente no departamento de microbiologia e imunologia da Escola de Medicina da UNC.
O Centro de Controle de Doenças dos EUA estimou que em 2017 havia mais de 119, 000 casos de infecções graves por Staph da corrente sanguínea nos Estados Unidos, dos quais mais de 20, 000 foram fatais.
Tratamentos padrão para muitas cepas de S. aureus não mate as bactérias, ou porque as bactérias adquiriram geneticamente resistência específica a antibióticos ou porque crescem no corpo de uma forma que as torna inerentemente menos vulneráveis. Por exemplo, S. aureus pode adaptar seu metabolismo para sobreviver em zonas de baixo oxigênio em abscessos ou nos pulmões cheios de muco de pessoas com fibrose cística. Nesses ambientes, a parede externa bacteriana ou membrana torna-se relativamente impermeável aos aminoglicosídeos, como a tobramicina.
Conlon e colegas, incluindo a primeira autora Lauren Radlinski, um Ph.D. candidato no laboratório Conlon, encontrado em um estudo de 2017 que os ramnolipídios aumentam muito a potência da tobramicina contra cepas de teste padrão de S. aureus . Rhamnolipídios são pequenas moléculas produzidas por outras espécies bacterianas, Pseudomonas aeruginosa, e são consideradas uma das armas naturais da P. aeruginosa contra outras bactérias na natureza. Em altas doses, eles fazem buracos nas membranas celulares das bactérias rivais. Os pesquisadores da UNC descobriram que os ramnolipídios aumentam muito a captação de moléculas de tobramicina, mesmo em doses baixas, onde não têm efeito antibacteriano independente.
No novo estudo, Conlon, Radlinski e colegas testaram combinações ramnolipídio-tobramicina contra S. aureus populações que são particularmente difíceis de matar na prática clínica comum. Os pesquisadores descobriram que os ramnolipídios aumentam a potência da tobramicina contra:
Radlinski disse, "Doses de tobramicina que normalmente teriam pouco ou nenhum efeito sobre esses S. aureus as populações os mataram rapidamente quando combinados com ramnolipídios. "
Conlon, Radlinski, e colegas determinaram que ramnolipídios, mesmo em baixas doses, alteram o S. aureus membrana de uma forma que a torna muito mais permeável aos aminoglicosídeos. Cada antibiótico desta família que eles testaram - incluindo tobramicina, gentamicina, amicacina, neomicina, e canamicina - tiveram sua potência aumentada. Os experimentos mostraram, além disso, que esta estratégia de aumento de potência é eficaz não apenas contra S. aureus mas várias outras espécies bacterianas, incluindo Clostridioides difficile (C-diff), que é uma das principais causas de problemas sérios, doença diarreica freqüentemente fatal entre idosos e pacientes em hospitais.
Rhamnolipids vêm em muitas variantes, e os cientistas agora esperam determinar se há uma variante ótima que funciona poderosamente contra outras bactérias, embora tenha pouco ou nenhum efeito tóxico nas células humanas. A equipe também planeja estudar outras armas micróbio contra micróbio para encontrar novas maneiras de aumentar a potência dos antibióticos existentes.
"Há um grande número de interações bacterianas entre espécies que podem estar influenciando o quão bem nossos antibióticos funcionam, "Radlinski disse." Nosso objetivo é encontrá-los com o objetivo final de melhorar a eficácia da terapêutica atual e desacelerar o aumento da resistência aos antibióticos.
