Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu um método para alterar uma classe de antibióticos, usando organismos microscópicos que produzem esses compostos naturalmente.
As descobertas, publicadas em 25 de julho na revista Nature Chemistry , poderia levar a uma produção mais eficiente de antibióticos que são eficazes contra bactérias resistentes a medicamentos.

A equipe começou com um microrganismo geneticamente programado para produzir o antibiótico eritromicina. Cientistas do Instituto de Química Orgânica e Química

A biologia da Universidade Goethe, na Alemanha, questionou se o sistema poderia ser geneticamente alterado para montar o antibiótico com um átomo de flúor adicional, o que muitas vezes pode melhorar as propriedades farmacêuticas.

"Estávamos analisando a síntese de ácidos graxos há vários anos quando identificamos uma parte de uma proteína de camundongo que acreditávamos que poderia ser usada para a biossíntese direcionada desses antibióticos modificados, se adicionada a um sistema biológico que já pode produzir o composto nativo", disse Martin Grininger, professor de química biomolecular da Universidade Goethe.

Trabalhando com o laboratório de David Sherman da Universidade de Michigan, especializado nesse sistema de montagem biológica, a equipe usou a engenharia de proteínas para substituir uma parte da maquinaria nativa do sistema pelo gene de camundongo funcionalmente semelhante.

"É como tirar uma peça do motor de um Mercedes e colocá-la em um Porsche para fazer um motor híbrido melhor. Você obtém um motor Porsche que pode fazer coisas novas e funciona ainda melhor", disse Sherman, membro do corpo docente da U-M Life Instituto de Ciências e professor de química medicinal na Faculdade de Farmácia.

"Agora podemos aproveitar essa engenharia de proteínas para fazer novos compostos que têm esse átomo de flúor muito desejável, que os químicos têm lutado para adicionar aos antibióticos macrolídeos há muito tempo".

A razão pela qual esse átomo de flúor adicionado é tão desejável é que ele altera não apenas a estrutura do produto final, mas a capacidade do produto de matar bactérias e trabalhar com segurança em pacientes.

A eritromicina funciona ligando-se e bloqueando a atividade do ribossomo bacteriano, que é essencial para a sobrevivência das bactérias. Algumas bactérias desenvolveram formas de impedir essa ligação, tornando-as resistentes ao tratamento com antibióticos. Alterar a estrutura do antibiótico com um átomo de flúor supera essa vantagem evolutiva, restaurando a capacidade do composto de combater bactérias.

Embora os químicos tenham desenvolvido métodos para adicionar o flúor sinteticamente, o processo é árduo e requer o uso de reagentes químicos tóxicos. O novo método biossintético desenvolvido pelos pesquisadores da Goethe University e da U-M supera esses desafios.

"É um desenvolvimento muito empolgante, porque podemos contornar todas as etapas sintéticas demoradas e produtos químicos perigosos", disse Sherman. "Nós mostramos que podemos basicamente reprogramar um organismo para fazer o produto fluorado diretamente."

Os pesquisadores enfatizam que os compostos fluorados ainda estão a alguns anos de estarem disponíveis na clínica. Mas as descobertas oferecem um caminho mais eficiente para o desenvolvimento de novos antibióticos e até medicamentos antivirais e anticancerígenos.

"Nossa abordagem provou ser bem-sucedida em um pequeno conjunto de antibióticos, mas pode ser usada para desenvolver uma ampla gama de produtos farmacêuticos com uso mínimo de produtos químicos e subprodutos tóxicos", disse Grininger. + Explorar mais

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