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Embora nosso sistema imunológico e os antibióticos façam um ótimo trabalho nos ajudando a combater infecções potencialmente fatais, o surgimento de resistência a antibióticos está rapidamente dificultando a cura de infecções comuns que antes eram facilmente tratadas. A resistência aos antibióticos ocorre quando as bactérias evoluem e sobrevivem aos tratamentos concebidos para eliminá-las - e então reproduzem ou passam essa resistência para outras bactérias.
Muitas pesquisas estão ocorrendo atualmente para encontrar maneiras de prevenir a propagação da resistência aos antibióticos. Mas ainda existem muitas perguntas para as quais os pesquisadores não têm respostas. Uma dessas questões é saber como a resistência evolui dentro de uma pessoa em tempo real. Saber o que acontece no corpo durante uma infecção pode nos ajudar a desenvolver melhores tratamentos para a resistência aos antibióticos.
No nosso estudo recentemente publicado, investigamos a população bacteriana nos pulmões de um paciente de terapia intensiva que teve uma infecção pulmonar causada por um tipo comum de bactéria, Pseudomonas aeruginosa. Pudemos observar em tempo real como tanto a rápida evolução das bactérias resistentes aos antibióticos, quanto a ação do sistema imunológico, foram importantes na determinação do desfecho da infecção do paciente.
Usamos uma série de técnicas e experimentos que mediram o crescimento bacteriano e quaisquer alterações na resistência aos antibióticos que ocorreram durante a infecção. Emparelhamos esses experimentos com técnicas de sequenciamento do genoma para identificar mudanças no código genético bacteriano. Isso nos disse como a bactéria evolui e se desenvolveu resistência aos antibióticos.
Também medimos o número de moléculas do sistema imunológico presentes nos pulmões que eram conhecidas por lutar contra Pseudomonas aeruginosa. Amostras dos pulmões foram analisadas em intervalos de poucos dias - o que nos permitiu capturar em alta resolução as mudanças que estavam ocorrendo. Isso revelou com detalhes sem precedentes como o sistema imunológico desempenhou um papel na supressão das bactérias resistentes aos antibióticos que evoluíram.
Descobrimos que as bactérias nos pulmões se tornaram altamente resistentes a um dos antibióticos usados para eliminá-las. Essas bactérias desenvolveram resistência por meio da mutação e modificação de componentes de sua parede celular (a camada externa que envolve a célula). Descobriu-se até que algumas bactérias modificaram um ponto de entrada na parede celular usado pelos antibióticos para destruí-las. Outros foram encontrados para ter modificado um elemento estrutural desta camada.
Embora a modificação do ponto de entrada aumentasse enormemente a resistência aos antibióticos, também tornava as bactérias menos aptas. Como resultado, isso fez com que eles crescessem mais devagar. Essas bactérias altamente resistentes desapareceram rapidamente da população após o fim do tratamento com antibióticos, sendo substituídas por parentes mais saudáveis e de crescimento mais rápido.
Mas a bactéria que apenas modificou um elemento estrutural de sua parede celular aumentou a resistência aos antibióticos - sem custo para sua sobrevivência. Na verdade, eles conseguiram crescer mais rápido. Se essas bactérias fossem transmitidas a outra pessoa, poderiam causar infecções mais difíceis de tratar com antibióticos. Essas bactérias permaneceram nos pulmões - mesmo depois que seus parentes menos saudáveis foram substituídos.
O sistema imunológico
É aqui que o sistema imunológico é realmente importante.
Antes de a pessoa ser tratada com antibióticos, descobrimos que a população de bactérias causadoras da infecção já havia começado a diminuir. Isso nos mostrou que o sistema imunológico estava fazendo seu trabalho. Isso também tornou os antibióticos mais bem-sucedidos, pois funcionam melhor quando têm como alvo pequenas populações de bactérias.
No entanto, a infecção bacteriana reapareceu cerca de 11 dias após sua última detecção - e com mutantes resistentes a antibióticos. Na primeira vez, o sistema imunológico trabalhou junto com os antibióticos. Desta vez, nenhum antibiótico novo foi administrado, e nossa pesquisa revelou que o sistema imunológico foi capaz de combater a infecção por conta própria.
Crucialmente, isso revelou que a imunidade natural foi capaz de eliminar a população de bactérias resistentes aos antibióticos que surgiram após o primeiro curso de tratamento com antibióticos.
Não podemos ter 100% de certeza se as bactérias mutantes foram ou não transmitidas a outras pessoas, mas quanto menos tempo as bactérias estiverem em níveis elevados nos pulmões, menor será a probabilidade de serem transmitidas. Essas infecções podem ser transmitidas por meio de um paciente que tosse e expele a bactéria dos pulmões, e assim por diante.
Nossos resultados sugerem que a imunidade natural pode suprimir a resistência durante a infecção e limitar a transmissão de cepas resistentes entre pacientes. No futuro, explorar essa ligação pode nos ajudar a desenvolver novas terapêuticas para usar contra bactérias nocivas - e pode nos ajudar a prevenir melhor a disseminação de bactérias resistentes a antibióticos.
Sobre os Autores
Rachel Wheatley, Pesquisador Pós-Doutorado em Evolução Bacteriana, Universidade de Oxford e Júlio Diaz Caballero, Pesquisador de Pós-Doutorado em Genômica Microbiana, Universidade de Oxford
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Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
