Novas estruturas de alta resolução do ribossomo bacteriano determinadas por pesquisadores da Universidade de Illinois em Chicago mostram que uma única molécula de água pode ser a causa - e possível solução - da resistência aos antibióticos.

Os resultados do novo estudo UIC são publicados na revista Nature Chemical Biology .

Os germes patogênicos se tornam resistentes aos antibióticos quando desenvolvem a capacidade de derrotar os medicamentos destinados a matá-los. Todos os anos nos EUA, milhões de pessoas sofrem de infecções resistentes a antibióticos, e milhares de pessoas morrem como resultado.

O desenvolvimento de novos medicamentos é uma forma fundamental de a comunidade científica tentar reduzir o impacto da resistência aos antibióticos.

"A primeira coisa que precisamos fazer para melhorar os medicamentos é entender melhor como os antibióticos funcionam e como os 'insetos nocivos' se tornam resistentes a eles, "disse Alexander Mankin, professor de ciências farmacêuticas na UIC College of Pharmacy e co-autor do artigo.

Mankin e seu colega, Yury Polikanov, professor associado de ciências biológicas na UIC College of Liberal Arts and Sciences, têm estudado o mecanismo de ação de um dos tipos mais populares de antibióticos usados ​​na clínica hoje - os macrolídeos.

"Os macrolídeos estão entre os antibióticos de maior sucesso comumente usados ​​para tratar infecções que se espalham na comunidade - as pessoas tomam antibióticos macrolídeos, como azitromicina, por exemplo, o tempo todo, "disse Polikanov, o autor correspondente do artigo. "Os macrolídeos atuam entrando nas bactérias e ligando-se aos ribossomos, a máquina de síntese de proteínas da célula. Uma vez vinculado, a droga impede que os ribossomos façam novas proteínas, impedindo assim as bactérias de crescer e se replicar. Contudo, bactérias resistentes mudam seus ribossomos de modo que a droga não pode mais se ligar a eles. "

Ao longo de anos de parceria entre seus dois laboratórios, os pesquisadores da UIC foram capazes de entender como os macrolídeos se ligam ao ribossomo, como as bactérias respondem aos macrolídeos e como eles se tornam resistentes a esses medicamentos comumente usados. Eles também aprenderam a capturar imagens de alta resolução dos ribossomos invadidos por antibióticos.

"Comparamos as estruturas de alta resolução dos ribossomos de bactérias sensíveis e resistentes e notamos que uma molécula de água necessária para a forte ligação ao antibiótico não estava presente nos ribossomos dos insetos resistentes aos medicamentos. bactérias resistentes, simplesmente não havia espaço para esta molécula de água, "Polikanov disse.

A molécula de água, os pesquisadores descobriram, atua como uma ponte entre o ribossomo e o antibiótico. Quando as bactérias resistentes mudam a composição química de seus ribossomos, esta ponte entre o ribossomo e a droga não pode ser construída. Embora a comunidade científica tenha adivinhado há muito tempo que as diferenças nas estruturas dos ribossomos sensíveis e resistentes eram importantes, o motivo dessas mudanças impedir a ação dos medicamentos era desconhecido.

"Este estudo oferece a primeira explicação convincente de por que os macrolídeos são incapazes de se ligar aos ribossomos das bactérias resistentes, "Mankin disse.

"Estamos muito entusiasmados com esta descoberta, "Disse Polikanov." Porque agora sabemos exatamente como os antibióticos macrolídeos interagem com seu alvo, o ribossomo. Esta descoberta é importante porque informará e facilitará o desenvolvimento de novos antibióticos que não precisam dessa molécula de água para se ligar. Há uma grande demanda por tais medicamentos, que são capazes de matar até mesmo as bactérias que se tornaram resistentes aos medicamentos usados ​​atualmente. "