Identificadas enzimas que protegem antibióticos contra resistência bacteriana

Características únicas de duas enzimas envolvidas na produção de gentamicinas tornam esses medicamentos mais eficientes.
[Imagem: Sicong Li et al. - 10.1021/acscatal.1c03508]

Gentamicinas

Pesquisadores da USP (Universidade de São Paulo) determinaram a estrutura e a função de duas enzimas envolvidas na produção dos antibióticos chamados de gentamicinas pela bactéria de solo Micromonospora echinospora.

As duas enzimas são responsáveis por tornar esse medicamento menos suscetível à resistência bacteriana, que ocorre quando as bactérias desenvolvem resistência ao medicamento e passam a não ser mais afetadas por ele.

A gentamicina é frequentemente utilizada na forma de cremes e pomadas para tratamento de infecções tópicas, mas não costuma ser aplicada para tratar infecções internas por ser tóxica para o ouvido e para os rins.

Ela é considerada um antibiótico injetável de último recurso, para casos de infecções muito resistentes.

A descoberta poderá servir de base para modificar outros antibióticos da mesma classe - chamados aminoglicosídeos - tornando-os capazes de contornar a resistência desenvolvida pelas bactérias e diminuindo a sua toxicidade, o que permitiria um uso mais abrangente desses fármacos.

"Os aminoglicosídeos foram descobertos na década de 1950 e tratam diversas infecções bacterianas sérias, como a tuberculose. Por serem moléculas mais antigas e já terem sido amplamente utilizadas, as bactérias já adquiriram resistência a muitas delas," explicou o professor Márcio Bertacine Dias.

Biocatálise ou biologia sintética

Feita em colaboração com cientistas da Universidade de Wuhan, na China, e da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, a pesquisa focou em identificar quais eram as enzimas que realizam as últimas modificações na biossíntese das gentamicinas, tornando-as capazes de driblar a resistência das bactérias e manter a sua eficácia, característica que é única dentro de sua classe.

O estudo identificou a estrutura e função das enzimas GenB3 e GenB4, que são muito similares, mas catalisam reações totalmente diferentes, algo raro dentro da bioquímica.

A partir dessa descoberta, é possível pensar em duas estratégias para aprimorar os antibióticos futuramente: Por meio da biocatálise, utilizando as enzimas para tentar modificar os compostos já existentes in vitro, ou da biologia sintética, introduzindo os genes responsáveis pela expressão dessas enzimas em outros microrganismos, como bactérias e leveduras, para produzir novas estruturas de antimicrobianos.

"Já existe uma tendência na indústria farmacêutica para tentar modificar antibióticos por biocatálise ou biologia sintética e torná-los menos sensíveis à resistência. Com esses estudos, será possível selecionar as características boas de cada molécula e produzir uma que seja menos tóxica e mais eficaz," disse o professor Márcio.