Uma plataforma nanotecnológica inspirada em vesículas naturais do gengibre conseguiu reverter a resistência de uma das bactérias mais problemáticas da atualidade a um antibiótico clássico. O resultado, publicado neste domingo (15), na revista Nature Communications, reacende a esperança de reaproveitar fármacos antigos contra microrganismos que já não respondiam ao tratamento.

O estudo, liderado por pesquisadores da Beijing University of Chemical Technology, na China, descreve uma nanopartícula híbrida capaz de restaurar a eficácia da carbenicilina contra cepas resistentes de Pseudomonas aeruginosa, patógeno prioritário para a Organização Mundial da Saúde (OMS) por seu alto potencial de resistência e letalidade em ambientes hospitalares.

Infecções por P. aeruginosa estão associadas a pneumonias hospitalares, infecções em pacientes imunossuprimidos — como os com fibrose cística —, septicemia e meningite bacteriana. O relatório CHINET de 2022 já apontava a bactéria entre os principais agentes de infecção respiratória na prática clínica.

O problema é histórico: desde a década de 1980, pouco se avançou no desenvolvimento de novos antibióticos eficazes contra bactérias Gram-negativas. Paralelamente, o uso excessivo e inadequado de antimicrobianos acelerou a emergência de cepas resistentes.

No experimento chinês, quando a bactéria foi exposta repetidamente à carbenicilina isolada, a concentração mínima inibitória (MIC) aumentou 256 vezes após 30 gerações — um retrato clássico da evolução da resistência. Já com a nova formulação nanoparticulada, o surgimento de resistência foi significativamente retardado.

A inovação combina três elementos:

Carbenicilina, antibiótico -lactâmico tradicional;

Íons de cério (Ce??), metal com atividade redox capaz de interferir no metabolismo bacteriano;

Vesículas extracelulares derivadas de gengibre, que funcionam como “capa biomimética”, aumentando o tempo de circulação no organismo e favorecendo o acúmulo em tecidos inflamados.

Segundo os autores, o diferencial não está apenas no transporte direcionado, mas no mecanismo bioenergético. Os íons de cério liberados no ambiente ácido da infecção penetram na bactéria e reduzem drasticamente os níveis de ATP — a principal “moeda energética” celular.

Nos testes, a formulação foi capaz de reduzir em 60% o ATP intracelular em concentrações mais altas, comprometendo a fosforilação oxidativa; o funcionamento da cadeia respiratória; a atividade das bombas de efluxo — mecanismos que expulsam antibióticos do interior da célula.

“Ao bloquear o suprimento energético, impedimos que a bactéria utilize suas bombas de efluxo para eliminar o antibiótico”, afirmam os autores no artigo. “Isso restaura a sensibilidade à carbenicilina mesmo em cepas previamente resistentes.”

O índice de concentração inibitória fracionada (FICI) foi de 0,5, valor que indica efeito sinérgico entre cério e antibiótico. Em condições ácidas (pH 5,5), que simulam o microambiente inflamatório, a sobrevivência bacteriana caiu para 3,19%, enquanto em pH fisiológico permaneceu acima de 80%, mostrando liberação seletiva do fármaco no local da infecção.

Em cultura de cepas resistentes, a diferença foi ainda mais expressiva: enquanto a carbenicilina isolada permitia mais de 70% de sobrevivência bacteriana em determinadas concentrações, a formulação nanoparticulada reduziu a viabilidade para 0,19%.

O efeito também foi observado contra Klebsiella pneumoniae, outra Gram-negativa associada a pneumonias hospitalares.

No modelo murino de pneumonia por P. aeruginosa resistente, todos os animais tratados com solução salina, carbenicilina isolada ou nanopartículas sem revestimento morreram em até 36 horas.

Já o grupo tratado com a nanopartícula biomimética apresentou sobrevida significativamente maior, com redução de duas ordens de magnitude na carga bacteriana pulmonar após 12 horas. A formulação também evitou a disseminação sistêmica da infecção para órgãos como fígado, baço e rins.

A meia-vida circulante da nanopartícula foi estimada em 6,68 horas, com eliminação quase completa em até sete dias, sem acúmulo relevante em órgãos ou sinais significativos de toxicidade em análises sanguíneas e histológicas.

Testes in vitro mostraram viabilidade celular superior a 80% mesmo em concentrações elevadas (512 g/mL), e a taxa de hemólise foi inferior a 5%, sugerindo boa compatibilidade biológica.

Os autores argumentam que a estratégia representa uma mudança conceitual: em vez de buscar apenas novas moléculas antibióticas, o foco passa a ser reprogramar o metabolismo bacteriano para reativar drogas já existentes.

A resistência antimicrobiana é apontada por organismos internacionais como uma das maiores ameaças à saúde global. Estimativas amplamente divulgadas projetam milhões de mortes anuais até meados do século se o problema não for contido.

Embora ainda em estágio pré-clínico, o estudo sugere que plataformas híbridas — combinando biotecnologia vegetal, nanotecnologia e química de coordenação metálica — podem ampliar a vida útil do arsenal antibiótico disponível.

Em um cenário de escassez de novas moléculas e aumento contínuo da resistência, estratégias de “ressensibilização” podem se tornar peça central na próxima geração de terapias contra superbactérias.