Cientistas da Universidade Tecnola³gica de Nanyang, Cingapura (NTU Cingapura) desenvolveram um pepta­deo sintanãtico que pode tornar as bactanãrias multirresistentes sensa­veis a antibia³ticos novamente quando usadas em conjunto com antibia³ticos tradicionais, oferecendo esperana§a para a perspectiva de uma estratanãgia de tratamento combinado para combater certos tolerantes a antibia³ticos infecções.

Por si são, o pepta­deo antimicrobiano sintanãtico também pode matar bactanãrias que cresceram resistentes a antibia³ticos.

Todos os anos, cerca de 700.000 pessoas morrem globalmente de doenças resistentes a antibia³ticos, de acordo com a Organização Mundial da Saúde. Na ausaªncia de novas terapaªuticas, as infecções causadas por superbactanãrias resistentes podem matar 10 milhões de pessoas a cada ano em todo o mundo até2050, superando o ca¢ncer. A resistência aos antibia³ticos surge nas bactanãrias quando elas podem reconhecer e impedir que drogas que de outra forma os matariam passassem pela parede celular.

Essa ameaça éacelerada pela pandemia em desenvolvimento do COVID-19, com pacientes internados em hospitais frequentemente recebendo antibia³ticos para controlar infecções bacterianas secunda¡rias, ampliando a oportunidade de surgirem e se espalharem patógenos resistentes.

A equipe da NTU em Cingapura, liderada pela Professora Associada Kimberly Kline e Professora Mary Chan, desenvolveu um pepta­deo antimicrobiano conhecido como CSM5-K5 que compreende unidades repetidas de quitosana, açúcar encontrado em conchas de crusta¡ceos que possui semelhança estrutural com a parede celular bacteriana e unidades repetidas do aminoa¡cido lisina.

Os cientistas acreditam que a similaridade estrutural da quitosana com a parede celular bacteriana ajuda o pepta­deo a interagir e a se incorporar nele, causando defeitos na parede e na membrana que eventualmente matam as bactanãrias.

A equipe testou o pepta­deo em biofilmes, que são camadas viscosas de bactanãrias que podem se agarrar asuperfÍcies como tecidos vivos ou dispositivos médicos em hospitais, e que são difa­ceis de penetrar nos antibia³ticos tradicionais.

Nos biofilmes pré-formados em laboratório e nos biofilmes formados em feridas em camundongos, o pepta­deo desenvolvido pela NTU matou pelo menos 90% das cepas de bactanãrias em quatro a cinco horas.

Em experimentos separados, quando CSM5-K5 foi usado com antibia³ticos aos quais as bactanãrias são resistentes, mais bactanãrias foram eliminadas em comparação com quando CSM5-K5 foi usado sozinho, sugerindo que o pepta­deo tornava as bactanãrias suscetíveis a antibia³ticos. A quantidade de antibia³ticos usados ​​nesta terapia combinada também estava em uma concentração menor do que o que écomumente prescrito.

Os resultados foram publicados na revista cienta­fica ACS Infectious Diseases em maio.

A professora Kimberly Kline, pesquisadora principal do Centro de Engenharia de Ciências da Vida Ambiental de Singapura (SCELSE) da NTU, disse: "Nossas descobertas mostram que nosso pepta­deo antimicrobiano éeficaz se usado sozinho ou em combinação com antibia³ticos convencionais para combater bactanãrias multirresistentes. Sua potaªncia aumenta quando usada com antibia³ticos, restaurando novamente a sensibilidade das bactanãrias aos medicamentos.Mais importante, descobrimos que as bactanãrias testadas desenvolveram pouca ou nenhuma resistência contra nosso pepta­deo, tornando-o um complemento eficaz e via¡vel aos antibia³ticos como um tratamento via¡vel. estratanãgia a  medida que o mundo lida com o aumento da resistência a antibia³ticos ".

Mary Chan, diretora do Centro de Bioengenharia Antimicrobiana da NTU, disse: "Embora os esforços estejam focados em lidar com a pandemia de COVID-19, também devemos lembrar que a resistência a antibia³ticos continua a ser um problema crescente, onde infecções bacterianas secunda¡rias que se desenvolvem em pacientes pode complicar as coisas, colocando uma ameaça nos servia§os de saúde. Por exemplo, infecções respirata³rias virais podem permitir que as bactanãrias entrem nos pulmaµes mais facilmente, levando a pneumonia bacteriana, que écomumente associada ao COVID-19 ".

Pepta­deos antimicrobianos , que carregam uma carga elanãtrica positiva, normalmente funcionam ligando-se a s membranas bacterianas carregadas negativamente, interrompendo a membrana e causando a morte das bactanãrias eventualmente. Quanto mais carregado positivamente um pepta­deo, mais eficiente ele éna ligação a s bactanãrias e, portanto, matando-as.

No entanto, a toxicidade do pepta­deo para o hospedeiro também aumenta de acordo com a carga positiva do pepta­deo - danifica as células do organismo hospedeiro quando mata as bactanãrias. Como resultado, os pepta­deos antimicrobianos projetados atéhoje obtiveram sucesso limitado, disse o Prof Prof Kline, que também éda NTU School of Biological Sciences.

O pepta­deo projetado pela equipe NTU, chamado CSM5-K5, écapaz de se agrupar para formar nanoparta­culas quando aplicado a biofilmes de bactanãrias. Esse agrupamento resulta em um efeito disruptivo mais concentrado na parede celular bacteriana quando comparado a  atividade de cadeias únicas de pepta­deos, o que significa que possui alta atividade antibacteriana, mas sem causar danos indevidos a s células sauda¡veis.

Para examinar a eficácia do CSM5-K5 por si são, os cientistas da NTU desenvolveram biofilmes separados, compreendendo Staphylococcus aureus resistente a  meticilina, comumente conhecido como superbactanãria MRSA; uma cepa de Escherichia coli resistente a maºltiplas drogas, altamente virulenta (MDR E. Coli); e Enterococcus faecalis resistente a  vancomicina (VRE). O MRSA e o VRE são classificados como sanãrias ameaa§as pelos Centros dos EUA para Controle e Prevenção de Doena§as.

Em experimentos de laboratório, o CSM5-K5 matou mais de 99% das bactanãrias do biofilme após quatro horas de tratamento. Em feridas infectadas em camundongos, o pepta­deo antimicrobiano desenvolvido pela NTU matou mais de 90% das bactanãrias.

Quando o CSM5-K5 foi usado com antibia³ticos convencionais, a equipe da NTU descobriu que a abordagem combinada levou a uma redução adicional das bactanãrias nos biofilmes formados em laboratório e nas feridas infectadas em camundongos, em comparação com quando apenas CSM5-K5 foi usado, sugerindo que o pepta­deo antimicrobiano tornou as bactanãrias sensa­veis a s drogas a s quais seriam resistentes.

Mais importante, a equipe da NTU descobriu que as três linhagens de bactanãrias estudadas (MRSA, VRE e MDR E. coli) desenvolveram pouca ou nenhuma resistência contra o CSM5-K5. Embora o MRSA tenha desenvolvido resistência de baixonívelcontra o CSM5-K5, isso tornou o MRSA maissensívela  droga a  qual éresistente.

Chan disse: "O desenvolvimento de novos medicamentos por si são não émais suficiente para combater infecções bacterianas difa­ceis de tratar, uma vez que as bactanãrias continuam evoluindo e superando os antibia³ticos . a‰ importante procurar maneiras inovadoras de lidar com infecções bacterianas difa­ceis de tratar associadas. com resistência a antibia³ticos e biofilmes, como combater os mecanismos de defesa das bactanãrias. Um manãtodo mais eficaz e econa´mico de combater bactanãrias éatravanãs de uma abordagem de terapia combinada como a nossa ".

O pra³ximo passo a  frente da equipe éexplorar como essa abordagem de terapia combinada pode ser usada para doenças raras ou para curativos.