Bactérias desenvolvem resistência sem terem sido expostas a antibióticos

Células individuais com alta expressão de bombas de efluxo e baixa expressão de proteína de reparo de DNA reduziram a taxa de crescimento celular. (A) E. coli expressando a fluorescência magenta indicando a expressão da bomba de efluxo acrAB, e a fluorescência verde indicando a expressão da proteína MutS. (B) Existe uma anticorrelação na expressão acrAB versus mutS; os pontos roxos correspondem a células cuja taxa de crescimento cai nos 10% inferiores aos medidos.
[Imagem: Meouche & Dunlop - 10.1126/science.aar7981]

Resistência aos antibióticos

A resistência aos antibióticos é uma ameaça à saúde global que tem levado a um número crescente de mortes, principalmente entre pacientes hospitalizados.

A culpa tem sido atribuída à exposição excessiva aos antibióticos - a ideia de que a resistência aos medicamentos vem com a exposição prolongada a esses antibacterianos.

Mas a Dra. Mary Dunlop e sua colega Imane El Meouche, da Universidade de Boston (EUA), estão questionando essa teoria e todo o saber científico hoje aceito sobre o assunto.

Elas afirmam ter comprovado em experimentos que as bactérias também podem desenvolver resistência sem terem sequer sido expostas a antibióticos.

Em uma pesquisa publicada pela renomada revista Science, as duas biólogas estabeleceram uma associação entre uma técnica de sobrevivência de curto prazo usada pelas bactérias e a resistência aos medicamentos a longo prazo.

Bombas de efluxo

Na natureza, as bactérias usam as chamadas bombas de efluxo para empurrar antibióticos e outras toxinas para fora da célula para se protegerem. Essas bombas exigem um grande esforço e retardam o crescimento da célula bacteriana porque comprometem a membrana celular e usam muita energia. Para equilibrar a potencial recompensa de sobrevivência contra o custo certo da produção das bombas, as bactérias costumam diversificar o número de bombas que expressam.

"Sabe-se que as bombas são muito importantes para a resistência aos antibióticos," disse Dunlop. "Nós descobrimos que as células que têm mais dessas bombas não são apenas inerentemente mais resistentes aos antibióticos, mas também estão em uma situação na qual sofrem mutação para alcançar um nível mais alto de resistência à droga. A expressão das bombas pode ser um trampolim para resistência às drogas."

Um dos aspectos mais surpreendentes desses resultados é que as bactérias mostraram-se propensas a mutações genéticas que causam resistência, embora nunca tenham sido expostas a antibióticos.

Resistência sem antibiótico

Os resultados mostram que as bactérias mutam permanentemente seu DNA para desenvolver resistência a antibióticos, usando uma proteína de reparo do DNA para isso. Existe uma correlação inversa entre a bomba de efluxo e a expressão da proteína MutS nas bactérias - quanto mais bombas as células decidirem usar, menos proteínas MutS uma célula terá.

"As bactérias não são resistentes [aos antibióticos] apenas porque estão expressando bombas de efluxo, mas também são mais propensas a mutações por meio dessas outras conexões," acrescentou El Meouche. "O que eu acho interessante é como a expressão variada de certos genes pode levar a mudanças genéticas permanentes no futuro".

"Nós sabemos muito sobre mudanças genéticas que passam através de uma população por eventos como o ambiente hostil de uma infecção. Mas não sabemos muito sobre o primeiro passo de como uma bactéria individual passa de suscetível à resistência," ressaltou Dunlop.

Esse primeiro passo que as duas descobriram é uma peça desse quebra-cabeças que elas pretendem continuar montando. O resultado abre a possibilidade de explorar como exatamente as bactérias podem desenvolver resistência aos antibióticos na ausência dos próprios antibióticos e, dessa forma, desenvolver maneiras de bloquear essa via e reduzir a resistência.