royaltystockphoto / Shutterstock

A resistência aos antibióticos está se espalhando rapidamente No mundo todo. Quando as bactérias infecciosas sofrem mutações de certa maneira e depois se multiplicam, elas podem se tornar resistentes até às drogas mais poderosas. Mas a pesquisa revelou uma maneira alternativa preocupante de a resistência aos antibióticos se espalhar: um organismo que transmite sua resistência a outras bactérias vivas.

Em junho do 2012, um homem de São Paulo, de um ano da 35, encontrou-se no hospital com uma infinidade de problemas. Juntamente com um diagnóstico de câncer de pele, ele foi informado de que tinha uma infecção bacteriana potencialmente letal. Os médicos o colocaram em um curso de quimioterapia e antibióticos, e o tratamento que matava bactérias parecia fazer seu trabalho. Mas dentro de um mês a febre causada por micróbios havia retornado.

O paciente havia contraído a conhecida superbactéria MRSA (resistente à meticilina) Staphylococcus aureus) Então a equipe médica procurou um dos antibióticos da "última linha de defesa", o poderoso vancomicina composto. Essa cepa de MRSA originalmente não tinha defesa natural contra a vancomicina, mas em agosto daquele ano havia se tornado resistente, tornando o tratamento ineficaz.

Os cientistas depois descobrir que, em vez de adquirir resistência por meio de uma simples mutação, o MRSA recebeu um pedaço enorme de novo DNA. Dentro dessa cadeia de códigos genéticos doados estavam as instruções para proteínas que manteriam as bactérias protegidas do trabalho destrutivo do antibiótico. O MRSA recebeu uma mão vencedora, mas de onde veio esse DNA?

Entrar Enterococcus faecalis. Esse bug é normalmente descrito como uma bactéria comensal (uma das nossas "boas bactérias"), que vive feliz em nossas entranhas, sem causar danos. Nossos tratos digestivos são uma colméia de atividade microbiana, hospedando organismos unicelulares em seus trilhões. O chamado microbioma é incrivelmente importante para manter uma intestino humano saudável, mas também ajuda a suprimir o lado sinistro dos bugs, como o faecalis.

Quando pacientes com sistema imunológico enfraquecido passam por tratamentos com antibióticos, esse lado indesejável pode florescer. Quando recebemos antibióticos, eles eliminam indiscriminadamente todas as bactérias que não têm defesas naturais, às vezes limpando o microbioma intestinal de muitos de seus habitantes amigos. Mas faecalis é intrinsecamente equipado com um arsenal de mecanismos de resistência natural dentro de seu DNA, permitindo que ele sobreviva.

Sem vizinhos opressivos ao redor ou um sistema imunológico capaz para mantê-los sob controle, as fezes e seus pares resistentes proliferam e prosperam, dividindo-se alegremente para se mudar para o novo espaço disponível no intestino. E em pouco tempo eles entram em contato próximo com seus vizinhos resistentes e potencialmente causadores de doenças.

Troca de informações

Quando os humanos se reúnem, geralmente trocamos idéias através da linguagem. Mas quando as bactérias se juntam, elas podem trocar informações por meio de instruções codificadas em DNA. Isso é conhecido como transferência horizontal de genes, onde cópias do DNA se movem de uma célula para outra. Infelizmente, E. faecalis e seus compatriotas superbug possuem todas as melhores informações para compartilhar, informações que lhes permitem sobreviver a antibióticos.

Mas o faecalis deu um passo adiante em sua jornada evolucionária, tornando-se um dos principais responsáveis ​​pela resistência aos antibióticos. Um mecanismo de defesa usado pelas bactérias para se proteger contra códigos genéticos indesejados é o sistema CRISPR-cas9, que os cientistas também estão usando agora como um meio editar DNA. O sistema se originou como um meio para as bactérias cortarem o DNA viral e outro código genético potencialmente perigoso em pedaços antes de causar danos.

E. faecalis uma vez abrigou o importante sistema CRISPR-cas9, mas, surpreendentemente, sacrificou o mecanismo de defesa para que todo tipo de DNA pudesse entrar e permanecer dentro das paredes da célula. Essa era uma estratégia arriscada, mas acabou sendo útil, revelando os meios para os faecalis adquirirem e, subsequentemente, transmitirem faixas de conhecimento genético. Foi através desse projeto de ganho e troca que a faecalis concedeu resistência à vancomicina no MRSA.

A resistência aos antibióticos ameaça nossa capacidade de tratar infecções graves. Titikul B / Shutterstock

Antibióticos desempenham um papel crítico na medicina moderna. Eles são usados ​​rotineiramente para tratar doenças infecciosas, administrados preventivamente após a cirurgia e contribuíram para aumentar a expectativa de vida média em uma média de anos 20 em todo o mundo. Isso faz do combate à resistência a antibióticos um dos questões mais urgentes enfrentado por nossa espécie hoje. No entanto, em bactérias como a faecalis, os cientistas descobriram micróbios conspirando para aumentar o perigo apresentado pela resistência aos antibióticos.

Isso torna o entendimento E. faecalis de suma importância. No entanto, grande parte da resistência intrínseca natural do micróbio permanece envolta em mistério. Frustrantemente, as fezes geralmente têm um ás na manga quando desafiadas por antibióticos. Se excluirmos uma parte integrante do DNA, por exemplo, geralmente descobrimos que o faecalis possui outra seção do DNA que pode desempenhar o mesmo papel, fornecendo resistência a antibióticos independentemente. No entanto, ainda não entendemos completamente quais partes do DNA têm planos de backup genético e quais não.

Um pedaço de DNA sem backups seria um alvo ideal para as drogas. E, felizmente, somos capazes de identificar essas peças vitais no laboratório excluindo incrementalmente segmentos de DNA. Um por um, cada exclusão nos aproximará da identificação de partes principais do código genético que são críticas para E. faecalis para sobreviver. Isso nos deixa confiantes de que em breve seremos capazes de empilhar o baralho a nosso favor contra esse patógeno oportunista econômico e, eventualmente, remover o dealer do jogo.

Sobre os Autores

Sali MorrisPhD Candidato, University of Bath e James S. HortonPhD Candidato, University of Bath

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

books_health