De forma constante e implacável, a bactéria que causa a gonorréia ultrapassou as defesas da medicina, adquirir resistência a drogas antes confiáveis, incluindo penicilina, tetraciclina, e ciprofloxacina. Esses antigos baluartes não são mais usados ​​para tratar doenças sexualmente transmissíveis.

Em 2010, depois de algumas tensões de Neisseria gonorrhoeae , a bactéria responsável pela gonorréia, começou a mostrar resistência a uma das últimas classes restantes de antibióticos, os Centros de Controle e Prevenção de Doenças começaram a recomendar "terapia dupla, "o que significa que os médicos agora prescrevem dois medicamentos ao mesmo tempo para combater a gonorreia. Atualmente, essas duas drogas são ceftriaxona, um membro da classe das cefalosporinas de antibióticos, e azitromicina.

Com o medo crescente de que a gonorréia pudesse violar essas últimas defesas, o trabalho de pesquisadores como o cristalógrafo Christopher Davies, Ph.D., é crucial.

"Estamos analisando a nível molecular os eventos que têm deixado todos preocupados nas clínicas, "disse Davies, professor do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular e diretor do Centro de Biologia Estrutural do MUSC.

A equipe de Davies acaba de publicar um artigo mostrando como as cefalosporinas se ligam e inativam uma proteína gonocócica chamada proteína 2 de ligação à penicilina (PBP2). Liderado pelo pós-doutorado Avinash Singh, Ph.D., os pesquisadores mostraram que a proteína passa por mudanças estruturais importantes, incluindo torcer e enrolar uma alça para ligar o antibiótico, que aumentam a reação com as cefalosporinas. Sem essas mudanças, a proteína reagiria muito mais lentamente com o antibiótico.

Davies explicou que todos os antibióticos atuam visando funções essenciais em um determinado bug. As cefalosporinas atuam atacando a parede celular bacteriana.

Normalmente, PBP2 se move ao longo da membrana citoplasmática da célula bacteriana, alcançando o espaço entre a membrana citoplasmática e a membrana externa, procurando peptídeos para se ligar. A proteína une os peptídeos para criar uma malha - assim como um saco de cebola no supermercado, Davies disse. Mas os antibióticos se ligam à proteína antes que ela chegue a um peptídeo.

"A proteína está andando em torno da camada de membrana normalmente, mas seu sítio ativo é bloqueado por antibiótico, então, todas as potenciais interações com o substrato peptídico são infrutíferas, "Davies disse.

Com a proteína fora de serviço e não construindo a malha, buracos começam a aparecer na parede celular. O citoplasma começa a vazar, e a célula explode e morre, Davies disse.

Ainda assim, as cepas resistentes, que foram identificados no Japão, França, Espanha e mais recentemente no Canadá, evitar a ação letal das cefalosporinas, impedindo que o antibiótico se ligue à proteína alvo. Como eles conseguem isso é o foco principal da pesquisa de Davies.

Existem cerca de 60 mutações na proteína PBP2 nas cepas resistentes de gonorréia. A equipe de Davies identificou seis mutações que estão na raiz da resistência e está analisando como as mutações mudam a forma como a proteína reage aos antibióticos.

Uma vez que os pesquisadores entendam como as mutações estão impedindo os antibióticos de fazerem seu trabalho, novos medicamentos podem ser desenvolvidos, Davies disse. Saber quais mutações são importantes também pode permitir que um teste de diagnóstico seja desenvolvido para informar aos médicos se um determinado paciente tem uma cepa resistente e, Portanto, quais medicamentos prescrever.

Davies disse que parece que as mutações restringem a flexibilidade da proteína, prevenindo as mudanças estruturais necessárias para ligar o antibiótico. Isso desencadeia um novo mistério. Se esses movimentos são essenciais para seu trabalho de ligação aos peptídeos e construção da malha que mantém a parede celular intacta, como as mutações podem bloquear o antibiótico, mas ainda assim permitir a reação normal? "Este é o aspecto mais fascinante da nossa pesquisa, "Davies disse.

“É uma função essencial, portanto, as mutações não podem alterar muito a proteína. Deve ser capaz de discriminar. Discriminar contra um antibiótico enquanto mantém a ligação normal e a reação com seu substrato é um ato de equilíbrio delicado que eles precisam negociar, " ele disse.

Esse ato de equilíbrio pode ser o motivo pelo qual a gonorreia resistente a antibióticos não se espalhou tão rapidamente quanto o previsto.

"Há um custo de adequação. Eles não funcionam tão bem quanto suas contrapartes suscetíveis, e é provavelmente por esse motivo que eles não estão se espalhando tão rápido quanto as pessoas temiam, "Davies disse.

Embora a gonorréia do tipo resistente não esteja se espalhando tão rapidamente quanto as autoridades de saúde pública temiam, houve aumentos no número de casos de gonorreia suscetível, bem como outras doenças sexualmente transmissíveis.

Os diagnósticos de gonorreia aumentaram 67% entre 2013 e 2017, De acordo com o CDC.

"Esperamos que a gonorréia acabe usando nosso último antibiótico altamente eficaz, e opções adicionais de tratamento são necessárias com urgência, "disse Gail Bolan, M.D., diretor da Divisão de Prevenção de DST do CDC, quando divulgou esses números.

A Carolina do Sul tem a quarta maior taxa de gonorreia, de acordo com uma análise dos números do CDC por Centros de Teste de Saúde, um serviço de teste de laboratório.

Eric Meissner, especialista em doenças infecciosas da MUSC, M.D., Ph.D., disse que não está totalmente claro por que as taxas de DSTs estão aumentando.

"Sabemos que existem intervenções comprovadas que os indivíduos podem usar, incluindo o uso regular de preservativos, que reduzem significativamente as chances de adquirir uma doença sexualmente transmissível. Portanto, o aumento nas taxas de DST sugere que há uma necessidade de mais intervenções de saúde pública e educação, " ele disse.

Embora a gonorréia não seja fatal, pode causar problemas ao longo da vida se não for tratada, incluindo infertilidade e suscetibilidade a outras doenças sexualmente transmissíveis, como o HIV.

"Uma coisa importante para as pessoas saberem é que você pode ter gonorreia e não ter sintomas, então você não pode confiar apenas na ausência de sintomas para garantir que você ou seu parceiro sexual não tem gonorreia, "Meissner disse." Pessoas sexualmente ativas em risco de exposição à gonorréia devem fazer testes regulares ".

Enquanto isso, Davies e sua equipe continuam seu trabalho no laboratório. A próxima etapa é entender como a proteína ainda pode desempenhar sua função essencial normal enquanto se esquiva dos antibióticos. O grupo tem algumas ideias que irá testar, ele disse.

Meissner disse que a resistência aos antibióticos está preocupando os médicos na clínica.

"Embora a cepa específica que o Dr. Davies está estudando seja rara, é importante notar que o surgimento de resistência na gonorréia é uma preocupação real, "Meissner disse.