Os antibióticos estão entre as descobertas mais importantes da medicina moderna e salvaram milhões de vidas desde a descoberta da penicilina há quase 100 anos. Muitas doenças causadas por infecções bacterianas, como pneumonia, meningite ou septicemia - são tratadas com sucesso com antibióticos. Contudo, as bactérias podem desenvolver resistência aos antibióticos, o que deixa os médicos lutando para encontrar tratamentos eficazes. Particularmente problemáticos são os patógenos que desenvolvem resistência a múltiplos medicamentos e não são afetados pela maioria dos antibióticos. Isso leva à progressão da doença grave em pacientes afetados, frequentemente com um resultado fatal. Cientistas de todo o mundo estão, portanto, empenhados na busca de novos antibióticos. Pesquisadores da Universidade de Göttingen e do Instituto Max Planck de Química Biofísica de Göttingen descreveram agora uma nova abordagem promissora envolvendo 'antivitaminas' para desenvolver novas classes de antibióticos. Os resultados foram publicados na revista Nature Chemical Biology .

Os antivitamínicos são substâncias que inibem a função biológica de uma vitamina genuína. Alguns antivitamínicos têm uma estrutura química semelhante às da vitamina real, cuja ação eles bloqueiam ou restringem. Para este estudo, A equipe do Professor Kai Tittmann do Centro de Biociências Moleculares de Göttingen da Universidade de Göttingen trabalhou junto com o grupo do Professor Bert de Groot do Instituto Max Planck de Química Biofísica Göttingen e o Professor Tadgh Begley da Texas A&M University (EUA). Juntos, eles investigaram o mecanismo de ação no nível atômico de um antivitamínico natural da vitamina B1. Algumas bactérias são capazes de produzir uma forma tóxica dessa vitamina B1 vital para matar as bactérias concorrentes. Este antivitamínico em particular tem apenas um único átomo além da vitamina natural em um lugar aparentemente sem importância, e a excitante questão da pesquisa era por que a ação da vitamina ainda era prevenida ou "envenenada".

A equipe de Tittmann usou a cristalografia de proteínas de alta resolução para investigar como o antivitamínico inibe uma proteína importante do metabolismo central das bactérias. Os pesquisadores descobriram que a 'dança dos prótons, 'que normalmente pode ser observado em proteínas funcionais, para de funcionar quase completamente e a proteína não funciona mais. "Apenas um átomo extra no antivitamínico age como um grão de areia em um sistema de engrenagens complexo, bloqueando sua mecânica bem ajustada, "explica Tittmann. É interessante notar que as proteínas humanas são capazes de lidar relativamente bem com o antivitamínico e continuar trabalhando. O químico de Groot e sua equipe usaram simulações de computador para descobrir por que isso acontece." As proteínas humanas também não o fazem. ligam-se ao antivitamínico de forma alguma ou de forma que não sejam "envenenados", "diz o pesquisador do Max Planck. A diferença entre os efeitos do antivitamínico nas bactérias e nas proteínas humanas abre a possibilidade de usá-lo como antibiótico no futuro e, assim, criar novas alternativas terapêuticas.