Palavra de Sá

Bactérias de amostras de gelo de 5.000 anos dão pistas para a luta contra os supermicróbios

Uma equipe de cientistas romenos perfurou um núcleo de gelo de 25 metros na caverna Scǎrișoara em busca de pistas para o desenvolvimento de novos medicamentos. O gelo de 5 mil anos de idade rendeu amostras de bactérias antigas cuja análise em laboratório revelou algo notável. Essas bactérias, que permaneceram intocadas por milhares de anos, foram capazes de crescer em uma variedade de ambientes hostis. Elas prosperaram em condições de frio extremo e altos níveis de sal, situações que normalmente impediriam o crescimento bacteriano.

Os cientistas também descobriram que as bactérias antigas eram resistentes a dez antibióticos modernos, incluindo tratamentos poderosos de amplo espectro, como a ciprofloxacina — medicamentos projetados para matar muitos tipos de bactérias. Em outras palavras, os antibióticos que normalmente matariam as bactérias ou interromperiam seu crescimento eram em grande parte ineficazes contra essa cepa.

Mas como estas bactérias puderam desenvolver resistência a antibióticos muito antes de os cientistas os criarem ou os médicos os prescreverem? A resposta para esse aparente enigma está no fato de que todos os antibióticos modernos têm sua origem na natureza. Por bilhões de anos, as bactérias têm se envolvido em uma luta evolutiva entre si. Como resultado, elas produziram formidáveis mecanismos químicos de ataque e defesa.

Uma compreensão mais profunda desses mecanismos tem o potencial de ajudar os cientistas a descobrir novos antibióticos para tratar infecções perigosas. O ambiente natural está densamente povoado por bactérias e outros micróbios. Há uma forte competição pelo espaço e nutrientes limitados que ele oferece.

Muitas espécies produzem compostos químicos que matam ou suprimem os rivais próximos. Isso lhes dá uma vantagem na luta por esses recursos. Mas os produtos químicos defensivos que elas geram impulsionam a adaptação. As bactérias precisam se proteger de suas próprias toxinas. Enquanto isso, as concorrentes desenvolvem maneiras de resistir a elas.

Ao longo de bilhões de anos, essa corrida armamentista gerou um enorme reservatório de genes de resistência e compostos antimicrobianos.

O número de processos biológicos dentro das bactérias que os antibióticos podem atingir é limitado. Mas a diversidade dessa resistência natural é tão grande que alguns cientistas argumentam que genes capazes de resistir a todos os antibióticos futuros já podem existir no meio ambiente.

As amostras recuperadas da caverna de gelo romena oferecem um exemplo poderoso dessa ideia. As bactérias ficaram isoladas do mundo exterior por 5 mil anos. Mas elas ainda eram capazes de demonstrar resistência a vários medicamentos modernos importantes. Isso incluía aqueles usados para tratar infecções graves e potencialmente fatais, como a tuberculose.

Não há evidências de que os micróbios da caverna sejam prejudiciais aos seres humanos. Mas as bactérias não existem isoladamente. Elas têm uma capacidade notável de compartilhar características úteis entre si, trocando pequenos pedaços de DNA, mesmo entre espécies bacterianas não relacionadas. Isso significa que os genes de resistência preservados nas bactérias ambientais não permanecem necessariamente lá. Existe o risco de que, se esses genes passarem para bactérias causadoras de doenças, os medicamentos existentes possam se tornar menos eficazes.

O aumento das temperaturas devido ao aquecimento global está acelerando o derretimento do gelo terrestre no mundo todo. Existe o perigo de que microrganismos há muito adormecidos e seu material genético possam ser liberados no solo e nos sistemas hídricos.

Se os genes de resistência que foram preservados por milhares de anos reentrarem nas comunidades microbianas modernas, eles poderão contribuir para a disseminação da resistência global aos antibióticos. Isso tornaria muito mais difícil o tratamento de infecções bacterianas comuns e graves.

<><> A farmácia oculta da natureza

Mas as mesmas pressões evolutivas que impulsionam a resistência também levam os micróbios a produzir moléculas capazes de matar bactérias rivais.

Em testes de laboratório, os compostos produzidos pelas bactérias das amostras das cavernas de gelo foram capazes de matar ou inibir 14 tipos diferentes de bactérias conhecidas por causar doenças em humanos. Isso incluiu várias que estão na lista de patógenos de alta prioridade da Organização Mundial da Saúde (OMS).

Esses compostos podem fornecer pontos de partida para o desenvolvimento de novos antibióticos que podem ajudar a superar a resistência aos medicamentos existentes em bactérias nocivas.

Muitos dos antibióticos atuais foram originalmente descobertos através do estudo de micróbios naturais. A penicilina é um exemplo.

A maioria das bactérias preservadas em ambientes antigos permanece sem estudo. Elas podem representar uma fonte importante e amplamente inexplorada de novos compostos antimicrobianos.

O DNA das bactérias da caverna de gelo também contém vários genes sem função claramente identificada. Essas sequências desconhecidas podem representar capacidades bioquímicas que nunca foram caracterizadas.

Elas oferecem potencial não apenas na descoberta de medicamentos, mas também em áreas tão diversas quanto a biotecnologia industrial. Por exemplo, enzimas que permitem que as bactérias funcionem em frio extremo poderiam ser adaptadas para uso em processos industriais que operam em temperaturas mais baixas. Isso poderia melhorar a eficiência energética e reduzir custos.

As bactérias preservadas no gelo romeno ilustram o quão profundamente enraizada está a resistência aos antibióticos no mundo natural. Elas também demonstram o quanto da diversidade química da natureza permanece inexplorada.

Micróbios antigos podem conter genes de resistência aos antibióticos potencialmente prejudiciais que justificam um monitoramento global cuidadoso. Mas eles também contêm um vasto acervo de ferramentas bioquímicas que poderiam nos fornecer novos medicamentos.

À medida que a resistência antimicrobiana continua a aumentar em todo o mundo, compreender esses sistemas microbianos antigos pode se tornar cada vez mais importante.

 

Fonte: g1