Afastando superbactérias com uma pitada de açafrão
Universidade do Texas A&M
Em 2017, um trágico incidente ocorreu em um hospital de Nevada. Uma mulher, internada por pneumonia, sucumbiu tragicamente à falência múltipla de órgãos e sepse. O culpado? Uma cepa de bactéria que desenvolveu resistência a impressionantes 26 antibióticos diferentes. Essas superbactérias, ou bactérias resistentes a antibióticos, são uma das ameaças à saúde pública mais urgentes do mundo.
Juntando-se ao esforço para combater esses patógenos mortais, pesquisadores da Texas A&M mostraram agora que a curcumina, o composto que dá à cúrcuma sua cor amarela brilhante característica, pode ser usada para reduzir a resistência a antibióticos.
Os pesquisadores mostraram que quando a curcumina é intencionalmente dada a bactérias como alimento e depois ativada pela luz, ela pode desencadear reações deletérias dentro desses micróbios, eventualmente matando-os. Esse processo, eles demonstraram, reduz o número de cepas resistentes a antibióticos e torna os antibióticos convencionais eficazes novamente.
Os resultados do estudo foram publicados na revista Scientific Reports.
Antes dos antibióticos, as doenças infecciosas eram a principal causa de morte e incapacidade em todo o mundo. Com o advento desses medicamentos que salvam vidas, a expectativa de vida humana aumentou em média 23 anos. Nas últimas décadas, enquanto a descoberta de novos antibióticos se estabilizou, as bactérias resistentes a antibióticos tornaram-se simultaneamente mais comuns, inaugurando a era das superbactérias, como Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), enterococo resistente à vancomicina e pneumonia, que são extremamente difíceis de tratar. De fato, as doenças infecciosas são projetadas para serem as principais causas de mortalidade humana mais uma vez, ceifando até 10 milhões de vidas anualmente.
“Quando as bactérias começam a se tornar resistentes aos antibióticos convencionais, temos o que chamamos de catástrofe antibiótica”, disse o Dr. Vanderlei Bagnato, professor do Departamento de Engenharia Biomédica e autor sênior do estudo. “Para superar esse desafio, precisamos de maneiras alternativas de matar as superbactérias ou encontrar uma nova maneira de modificar os processos naturais dentro das bactérias para que os antibióticos comecem a agir novamente.”
As bactérias exibem variação natural dentro de uma determinada população. Essa heterogeneidade introduz variações no comportamento celular, incluindo a resposta a antibióticos, que podem contribuir diretamente para a resistência ao tratamento se algumas cepas sobreviverem à medicação antimicrobiana e continuarem se replicando. Assim, os pesquisadores queriam conter a heterogeneidade bacteriana para controlar a resistência bacteriana.
A inativação fotodinâmica, uma técnica que se mostrou promissora no combate à resistência bacteriana, usa moléculas leves e sensíveis à luz, chamadas fotossensibilizadores, para produzir espécies reativas de oxigênio que podem matar microrganismos, interrompendo seus processos metabólicos. Em seus experimentos, a equipe usou curcumina, que também é um alimento natural para bactérias. Eles testaram essa técnica em cepas de Staphylococcus aureus resistentes à amoxicilina, eritromicina e gentamicina.
Os pesquisadores expuseram as bactérias a muitos ciclos de exposição à luz e, em seguida, compararam a concentração mínima de antibióticos necessária para matar as bactérias após a exposição à luz versus aquelas que não receberam exposição à luz.
“Quando temos uma população mista de bactérias onde algumas são resistentes, podemos usar a inativação fotodinâmica para estreitar a distribuição bacteriana, deixando para trás cepas que são mais ou menos semelhantes em sua resposta aos antibióticos”, disse Bagnato. “É muito mais fácil agora prever a dose precisa de antibiótico necessária para remover a infecção.”
A equipe observou que a inativação fotodinâmica usando curcumina tem um tremendo potencial como adjuvante ou terapia adicional com antibióticos para doenças, como pneumonia, causadas por bactérias resistentes a antibióticos.
“A inativação fotodinâmica oferece uma opção de tratamento econômica, o que é crucial para reduzir as despesas médicas não apenas nos países em desenvolvimento, mas também nos Estados Unidos”, disse o Dr. Vladislav Yakovlev, professor do Departamento de Engenharia Biomédica e autor do estudo. “Também tem aplicações potenciais na medicina militar, onde essa tecnologia pode ser usada para tratar feridas no campo de batalha e prevenir o desenvolvimento e a disseminação da resistência antimicrobiana, uma preocupação significativa em situações de combate.”
Os colaboradores da pesquisa incluem a Dra. Jennifer Soares, que é a principal autora do artigo, e a Dra. Kate Blanco, do Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, Brasil.
Esta pesquisa foi apoiada financeiramente pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Instituto de Prevenção e Pesquisa do Câncer do Texas, Iniciativa de Pesquisa da Universidade do Governador, Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea e Institutos Nacionais de Saúde.