Identificada via química responsável pelo crescimento e resistência de bactérias

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