O uso excessivo de antibióticos pode levar à resistência aos antibióticos, mas a resistência clássica aos antibióticos pode não explicar completamente por que os antibióticos às vezes falham. Subpopulações de bactérias chamadas células persistentes podem sobreviver na presença de doses letais de antibióticos por períodos prolongados. Embora as células persistentes tenham sido intensamente pesquisadas, as evidências que as ligam a maus resultados para os pacientes têm sido limitadas.

Cientistas liderados pelo microbiologista da Escola de Medicina da UNC, Brian Conlon, Ph.D., e pela Duke School of Medicine pelo colega de doenças infecciosas da Duke School of Medicine , Josh Parsons, MD, Ph.D., mostraram agora que a E. coli pode evoluir em pacientes para produzir células persistentes aumentadas e isso leva ao aumento da sobrevivência aos antibióticos.

Publicando seu trabalho no Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), Conlon e colegas usaram uma combinação de dados de pacientes, isolados clínicos e modelos animais para mostrar que as células persistentes contribuem para a falha dos antibióticos quando o tratamento clássico resistência clássica aos antibióticos não explica tal falha. 

“Durante décadas, muitos cientistas em todo o mundo estudaram a formação persistente e temos sido continuamente desafiados a fornecer evidências de importância no mundo real”, disse Conlon, autor sênior e professor associado de microbiologia e imunologia. “Acreditamos que nosso artigo é a evidência mais forte que apoia a importância das células persistentes na clínica”.

Cientistas e médicos têm soado o alarme de que o uso excessivo de antibióticos – especialmente quando os médicos não têm a certeza de que um paciente sofre de uma infecção bacteriana – está a tornar o nosso arsenal de antibióticos menos eficaz, levando ao que chamamos de resistência aos antibióticos, uma preocupação global.

No entanto, alguns cientistas há muito que pensam que a falha dos antibióticos pode não ser tão simples e que são necessários fatores adicionais para compreender a falha do tratamento com antibióticos, particularmente quando a resistência aos antibióticos não foi identificada. Alguns desses cientistas estudam células persistentes, que são subpopulações de bactérias que podem resistir a antibióticos por um período prolongado de tempo.

Apesar da riqueza da literatura científica sobre o assunto, Conlon disse que ainda não está claro até que ponto este fenómeno persistente contribuiu para o fracasso do tratamento com antibióticos na clínica. Através de uma colaboração com os pesquisadores da Duke, Josh Thaden, MD, Ph.D., e Vance Fowler, Jr., MD, o laboratório de Conlon decidiu conduzir uma pesquisa gradual para investigar o possível papel das células persistentes na falha dos antibióticos.

Usando isolados clínicos de bacteremia por E. coli – bactérias do sangue de pacientes – Conlon, primeiro autor Joshua Parsons, MD, Ph.D., pesquisador de doenças infecciosas na Duke University, e colegas descobriram que mutantes de alta persistência evoluíram em pacientes. Os investigadores documentaram então um aumento de 100 vezes na persistência de um desses mutantes quando desafiado com o mesmo antibiótico que os médicos tinham usado para tratar pacientes dos quais a E. coli tinha sido isolada.

As bactérias mutantes não mostraram perda de aptidão em um modelo de infecção em camundongos e exibiram um aumento de 10 vezes na sobrevivência após o desafio com antibióticos.

É importante ressaltar que Conlon disse que sua equipe documentou as infecções e os protocolos de tratamento de pacientes que receberam prescrição de antibióticos para eliminar infecções por E. coli. Conlon disse que a resistência clássica aos antibióticos não foi responsável pelos maus resultados em pacientes que não eliminaram a infecção com antibióticos.

"Devido a esta pesquisa, acreditamos que a formação persistente é provavelmente um contribuinte significativo para o fracasso do tratamento com antibióticos nos pacientes", disse Conlon. “Nossa pesquisa sugere fortemente que a formação persistente é uma métrica importante a ser considerada no tratamento de pacientes com antibióticos”.

Ele também disse que os pesquisadores deveriam desenvolver técnicas para identificar mutantes que provavelmente responderiam mal aos antibióticos, porque tal informação influenciaria as escolhas de tratamento ou a duração do tratamento. Além disso, o desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas para atingir e matar os persistentes pode melhorar os resultados do tratamento dos pacientes.