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Resistência a antibióticos e necessidade de tratamentos personalizados
As bactérias tornam-se resistentes aos antibióticos adquirindo ou mutando genes que lhes permitem sobreviver à administração de antibióticos, que de outra forma os matariam.
Por Instituto Gulbenkian de Ciência - 13/07/2020

Crédito: Joana Carvalho, 2020

A resistência aos antibióticos é um desafio crescente no tratamento de doenças infecciosas em todo o mundo. As bactérias tornam-se resistentes aos antibióticos adquirindo ou mutando genes que lhes permitem sobreviver à administração de antibióticos, que de outra forma os matariam. No entanto, essa vantagem na presença de antibióticos pode implicar custos para as bactérias quando os medicamentos deixam de ser administrados. Isso ocorre porque a resistência geralmente afeta genes essenciais para a célula e, assim, de volta ao contexto original, sem antibióticos, as bactérias deixam de ser aptas para competir por sua própria sobrevivência.

Até agora, nosso conhecimento sobre esse processo vem de estudos realizados em sistemas artificiais que fornecem uma perspectiva incompleta da real complexidade desse fenômeno. Para preencher essa lacuna, uma equipe de pesquisadores liderada por Isabel Gordo, pesquisadora principal do IGC, usou camundongos como organismo modelo e identificou que no intestino, após a administração de antibióticos , a competição pela sobrevivência mostra dinâmicas muito diferentes ao longo do tempo, dependendo do host onde ocorre. A mesma resistência tem interações diferentes que determinam que em um indivíduo uma bactéria tem baixa capacidade de sobreviver na ausência de antibióticos, enquanto em outro indivíduo essa capacidade é alta.

"encontrar o calcanhar de Aquiles de bactérias resistentes no intestino, uma linha de pesquisa que estamos desenvolvendo sob vários ângulos", explica Isabel Gordo. "Pelo menos uma de nossas hipóteses está fornecendo ótimos resultados: mesmo ao colonizar o intestino nas condições menos favoráveis, somos capazes de eliminá-los mais rapidamente!"


Usando a bactéria Escherichia coli, os pesquisadores descobriram que as diferenças no custo de resistência a uma bactéria são devidas às diferenças na flora intestinal (ou microbiota) de cada hospedeiro. "Observamos que camundongos sem microbiota não mostram diferenças na dinâmica de sobrevivência de bactérias resistentes, que sempre sofrem danos e são incapazes de sobreviver", explica Isabel Gordo. Pelo contrário, camundongos com flora intestinal diversa relataram "uma grande variabilidade na dinâmica de sobrevivência de bactérias resistentes, específicas de cada hospedeiro, estabelecendo uma relação causal entre a microbiota individual e a sobrevivência de bactérias resistentes a antibióticos", diz Gordo.

Para entender melhor esses resultados, eles usaram um modelo matemático que simula como as propriedades individuais da microbiota podem explicar os diferentes custos da resistência a antibióticos em cada indivíduo. Além de explicar o efeito observado anteriormente no intestino do rato, o modelo prevê que "ao longo do tempo e à medida que a microbiota se estabiliza após a administração de antibióticos, a resistência deve desaparecer são todos os hospedeiros, a menos que as bactérias compensem os efeitos negativos causados ​​pelo ganho de resistência. As previsões revelam que mesmo a aquisição de mecanismos de compensação depende da composição da microbiota de cada indivíduo ", esclarece Massimo Amicone, co-autor do estudo.

Esses resultados foram posteriormente confirmados experimentalmente em camundongos, destacando "as características altamente personalizadas de como a sobrevivência e a manutenção de bactérias resistentes a antibióticos podem ocorrer em cada um de nós", afirmam Luís Cardoso e Paulo Durão, também coautores do estudo.

Os próximos passos incluem "encontrar o calcanhar de Aquiles de bactérias resistentes no intestino, uma linha de pesquisa que estamos desenvolvendo sob vários ângulos", explica Isabel Gordo. "Pelo menos uma de nossas hipóteses está fornecendo ótimos resultados: mesmo ao colonizar o intestino nas condições menos favoráveis, somos capazes de eliminá-los mais rapidamente!" revela Isabel com entusiasmo.

 

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