p Um projeto de pesquisa conjunto com base na Universidade Kumamoto, O Japão desenvolveu um novo, método analítico altamente sensível que pode detectar agentes antibacterianos β-lactâmicos degradados usados ​​no tratamento de infecções bacterianas. Com este método, os pesquisadores descobriram que as espécies reativas de enxofre produzidas por bactérias degradam e inativam os antibióticos β-lactâmicos. p As bactérias são diferentes das células animais porque sua camada externa é coberta por uma estrutura rígida chamada parede celular. Os agentes antimicrobianos β-lactâmicos interferem nos processos que formam a parede celular. Isso faz com que as bactérias não sejam mais capazes de suportar sua própria pressão interna, então se rompem e morrem. Os agentes antimicrobianos β-lactâmicos são muito potentes porque inibem seletivamente a síntese da parede celular bacteriana e têm poucos efeitos colaterais em hospedeiros como os humanos. Esses agentes antimicrobianos têm uma estrutura comum chamada anel β-lactama que é essencial para inibir o desenvolvimento da parede celular. Se este anel estiver degradado, o efeito antimicrobiano desaparece.

p Estudos anteriores relataram que o sulfeto de hidrogênio (H2S), que as bactérias produzem durante o metabolismo do enxofre, reduz sua suscetibilidade a agentes antimicrobianos que levam à resistência. Contudo, o mecanismo detalhado que causa isso ainda não é compreendido. Pesquisadores da Universidade Kumamoto mostraram anteriormente que a molécula de persulfeto de cisteína, uma combinação de H2S e o aminoácido cisteína, tem um efeito antioxidante extremamente potente que não é encontrado apenas no H2S ou na cisteína.

p Neste estudo, os pesquisadores examinaram como essa espécie reativa de enxofre está envolvida na aquisição de resistência aos antibióticos β-lactâmicos. Eles descobriram que os antibióticos β-lactâmicos, como a penicilina G, ampicilina, e o meropenem (antibióticos carbapenêmicos) perdem rapidamente a atividade bactericida quando expostos ao persulfeto de cisteína, mas não ao sulfeto de hidrogênio. Um estudo detalhado da reação entre os agentes antimicrobianos β-lactâmicos e o persulfeto de cisteína revelou que o anel β-lactâmico, que é essencial para a ação bactericida, se decompõe e um átomo de enxofre é inserido em parte do anel, criando o ácido carbotióico. A produção de ácido carbotióico a partir de um agente antimicrobiano β-lactama parece ser um novo metabólito de degradação.

p Os pesquisadores desenvolveram um método analítico altamente sensível para detectar e quantificar o ácido carbotioico usando espectrometria de massa, e, em seguida, analisou a produção de ácido carbotióico de bactérias que foram expostas a antimicrobianos β-lactâmicos. Eles descobriram que as bactérias podem absorver agentes antimicrobianos e usar persulfeto de cisteína para degradar os agentes em ácido carbotióico, que é então descarregado. Acredita-se que este seja um mecanismo de inativação e degradação não descrito anteriormente de agentes antimicrobianos β-lactâmicos em ácido carbotióico por persulfeto de cisteína.

p "Nosso método analítico recém-desenvolvido torna possível quantificar a quantidade de ácido carbotióico descarregado de bactérias com alta sensibilidade, "disse o professor Tomohiro Sawa, quem conduziu o estudo. "Acreditamos que será possível rastrear compostos que inibem a síntese bacteriana de persulfeto de cisteína usando ácido carbotióico como biomarcador. Esse inibidor da síntese de persulfeto de cisteína em combinação com antibióticos β-lactâmicos deve inibir a degradação do antibiótico e resultar em tratamentos bem-sucedidos com uma concentração mais baixa de antibióticos β-lactâmicos. Isso também deve ajudar a reduzir o surgimento de novas bactérias resistentes. "

p Esta pesquisa foi postada online em ACS Chemical Biology em 30 de março de 2021.