Estudo evidencia papel do óxido nítrico na formação de biofilmes responsáveis pela resistência de bactérias aos antibióticos
Cientistas da Scripps Research Institute, nos Estados Unidos, revelaram
um caminho químico complexo que permite as bactérias formarem
aglomerados conhecidos como biofilmes. Melhor compreensão deste processo
tem potencial para auxiliar no desenvolvimento de novos tratamentos
capazes de combater a formação de biofilmes, envolvidos em uma ampla
variedade de infecções humanas e na resistência de bactérias aos
antibióticos.
Bactérias envoltas em biofilme |
O estudo,
publicado na revista Cell Molecular, explica como o óxido nítrico -
molécula de sinalização envolvida no sistema imunitário - leva à
formação de biofilmes. "Estima-se que cerca de 80% dos patógenos humanos
formem biofilmes durante alguma parte de seu ciclo de vida", diz o
líder do projeto Michael Marletta.
A
formação de biofilme é um fenômeno que ocorre quando as células
bacterianas aderem umas às outras, às vezes como parte de seu estágio de
crescimento e em outras vezes para se protegerem contra ataques. Em
tais agregações, as células do lado de fora de um biofilme podem ser
susceptíveis a antibióticos naturais ou farmacêuticos, mas as células
interiores ficam relativamente protegidas. Esta característica dificulta
a erradicação dessas bactérias do organismo humano, tornando-as cada
vez mais difíceis de se matar por meio dos tratamentos convencionais. Os
biofilmes podem se formar em instrumentos cirúrgicos, tais como
válvulas cardíacas ou cateteres, levando a infecções potencialmente
fatais.
Durante anos, o
laboratório de Marletta e outros grupos têm se dedicado a estudar como o
óxido nítrico regula o processo de formação de biofilmes. Estudos
anteriores mostraram que determinadas quantidades do composto apresenta
efeito tóxico para as bactérias. Segundo os pesquisadores, tal
toxicidade seria a responsável por fazer com que as bactérias se
amontoassem como medida de segurança, formando os biofilmes. Mas o
processo até então era desconhecido. No presente estudo, os cientistas
partiram para encontrar o que acontece após o "gatilho" do óxido nítrico
ser puxado.
Ação do óxido nítrico
Nos
vertebrados, o óxido nítrico pode se ligar a algo chamado o Óxido
Nítrico A heme-/ oxigénio (H-NOX). A ligação aciona o domínio sobre uma
enzima específica, que ao ser ativada inicia a produção de cascatas
químicas responsáveis por funções fisiológicas tais como a dilatação dos
vasos sanguíneos.
Muitas
bactérias também têm os domínios H-NOX, incluindo elementos patogênicos
importantes, de modo que esta ligação se configurou como o melhor ponto
de partida para a investigação.
Os
pesquisadores inferiram uma ligação entre o domínio da bactéria H-NOX e
uma enzima chamada quinase de histidina, que transfere grupos químicos
de fosfato a outras moléculas em vias de sinalização. A questão era onde
os fosfatos estavam indo.
Para
saber mais, os pesquisadores usaram uma técnica chamada
"phosphotransfer profiling". Isto envolveu a ativação da quinase de
histidina e, em seguida, a permissão para o composto reagir
separadamente com cerca de 20 alvos potenciais. Estes alvos que a
quinase de histidina rapidamente transferiu fosfatos para se tornarem
parte do caminho de sinalização. "Este é um método puro que nós usamos
para obter uma resposta que era de fato muito surpreendente", diz o
pesquisador envolvido no estudo Lars Plate.
Os
experimentos mostraram que três proteínas da quinase de histidina
fosforilada, chamadas reguladores de resposta. trabalham juntas na
formação de biofilmes da bactéria Shewanella oneidensis, encontrada em
sedimentos de lagos.
O
trabalho mostrou ainda que cada regulador desempenha um papel
complementar, para fazer um sistema invulgarmente complexo. Um regulador
ativa a expressão dos genes, outro controla a atividade de uma enzima
produzindo monofosfato cíclico de guanosina - uma importante bactéria mensageira que desempenha um papel crítico na formação de biofilmes - e o terceiro regulador sintoniza o grau de atividade do segundo.
Os pesquisadores observam que uma vez que outras espécies de bactérias
utilizam uma via química semelhante à identificada no estudo, resultados
do projeto têm potencial para abrir caminho na exploração de aplicações
farmacêuticas para combater infecções. Como um exemplo, os
investigadores podem ser capazes de bloquear a formação de biofilmes com
produtos químicos que interrompem a atividade do óxido nítrico.
Por: Afrânio F. Evangelista
Fonte: THE SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE em isaude.net