Uma nova pesquisa liderada pelo professor assistente de física da Carnegie Mellon University, Shiladitya Banerjee, demonstra como certos tipos de bactérias podem se adaptar à exposição de longo prazo a antibióticos, mudando sua forma. O trabalho foi publicado na revista Física da Natureza .

A adaptação é um processo biológico fundamental que leva os organismos a mudar suas características e comportamento para melhor se adequar ao ambiente, seja a famosa diversidade de tentilhões observada pelo biólogo pioneiro Charles Darwin ou as muitas variedades de bactérias com as quais os humanos coexistem. Embora os antibióticos tenham ajudado as pessoas a prevenir e curar infecções bacterianas, muitas espécies de bactérias têm sido cada vez mais capazes de se adaptar para resistir aos tratamentos com antibióticos.

A pesquisa de Banerjee na Carnegie Mellon e em sua posição anterior na University College London (UCL) se concentrou na mecânica e na física por trás de vários processos celulares, e um tema comum em seu trabalho é que a forma de uma célula pode ter efeitos importantes em sua reprodução e sobrevivência. Junto com pesquisadores da Universidade de Chicago, ele decidiu investigar como a exposição a antibióticos afeta o crescimento e a morfologia da bactéria Caulobacter crescentus, um organismo modelo comumente usado.

"Usando experimentos de célula única e modelagem teórica, demonstramos que as mudanças na forma das células agem como uma estratégia de feedback para tornar as bactérias mais adaptáveis ​​aos antibióticos de sobrevivência, "Banerjee disse sobre o que ele e seus colaboradores descobriram.

Quando exposto a doses menos letais do antibiótico cloranfenicol ao longo de várias gerações, os pesquisadores descobriram que as bactérias mudaram drasticamente sua forma, tornando-se mais largas e curvas.

"Essas mudanças de forma permitem que as bactérias superem o estresse dos antibióticos e retomem o crescimento rápido, "Banerjee disse. Os pesquisadores chegaram a essa conclusão desenvolvendo um modelo teórico para mostrar como essas mudanças físicas permitem que as bactérias atinjam uma curvatura maior e uma relação superfície-volume menor, o que permitiria que menos partículas de antibióticos passassem por suas superfícies celulares à medida que crescem.

"Esta percepção é de grande importância para a saúde humana e provavelmente estimulará numerosos estudos moleculares adicionais sobre o papel da forma celular no crescimento bacteriano e na resistência aos antibióticos, "Banerjee disse.

Outros autores do estudo incluíram Aaron R. Dinner, Klevin Lo e Norbert F. Scherer, da Universidade de Chicago; e Nikola Ojkic e Roisin Stephens, membros anteriores do grupo de pesquisa Banerjee na UCL.