Um estudo publicado na revista ACS Catalysis no mês de setembro determinou a estrutura e função de duas enzimas envolvidas na produção das gentamicinas. Esse importante trabalho traz uma possível luz para combater a resistência desenvolvida pelas bactérias aos antibióticos.
A pesquisa
O estudo foi desenvolvido pelo Instituto de Ciências Biomédicas da USP em colaboração com cientistas da Universidade de Wuhan na China e na Universidade de Cambridge no Reino Unido.
A pesquisa teve como objetivo identificar quais enzimas estariam envolvidas no importante processo de modificação na biossíntese das gentamicinas (característica essa que é única dentro de sua classe), o que tornou essas capazes de driblar a resistências das bactérias, mantendo sua eficácia.
O estudo foi responsável por identificar a estrutura e função das enzimas GenB3 e GenB4 que são muito similares, mas catalisam reações totalmente diferentes.
Gentamicina
A gentamicina é um importante aminoglicosídeo, utilizado principalmente no tratamento de infecções causadas por bactérias Gram-negativas, e considerado um dos antibióticos mais consumidos devido ao seu baixo custo, amplo espectro de ação e baixa taxa de resistência patogênica.
Essa molécula se liga aos componentes da célula bacteriana induzindo a produção de proteínas anormais, que são extremamente letais para as bactérias. A gentamicina é capaz de eliminar as infecções bacterianas presentes no pulmão, pele, articulações, estômago, sangue e do trato urinário.
Como a nova descoberta implica na produção de novos antibióticos
Grande parte das vias biossintéticas da gentamicina já foram elucidadas, porém ainda existem questões a serem esclarecidas. Ainda existiam questões abertas sobre como o complexo gentamicina C presente na estrutura da molécula é formado, por exemplo.
Os pesquisadores, em busca de responder essa pergunta, determinaram a estrutura e função de duas enzimas envolvidas na produção da gentamicina. As enzimas envolvidas na produção desse antibiótico são produzidas pela bactéria de solo Micromonospora echinospora, e são as responsáveis por tornar esse antibiótico menos suscetível a resistência das bactérias.
O estudo foi responsável por identificar a estrutura e função das enzimas GenB3 e GenB4, que até o momento não tinham sido relatados para enzimas envolvidas nesse processo. A enzima GenB3 é responsável pela eliminação de água e fosfato e a enzima GenB4 responsável por fazer a migração de outras moléculas através de uma ligação dupla.
A partir dessa descoberta, foi possível pensar em duas estratégias para aprimorar os antibióticos futuramente:
- através da biocatálise, utilizando as enzimas para tentar modificar compostos já existentes in vitro;
- e através da biologia sintética, introduzindo os genes responsáveis pela expressão dessas enzimas em outros microrganismos, como bactérias e leveduras, para produzir novos antimicrobianos.
A modificação de antibióticos através de processos de biocatálise e biologia sintética já vem acontecendo na indústria farmacêutica como meio para tornar esses menos sensíveis a resistência microbiana. A importante descoberta feita pelo grupo servirá de base para modificação de outros antibióticos de mesma classe (aminoglicosídeos), fazendo com que esses possam driblar a resistência desenvolvida pelas bactérias e diminuir a sua toxicidade, fazendo com que o uso mais abrangente desses fármacos seja possível.
Considerações
Os antibióticos aminoglicosídeos foram descobertos na década de 1950, e são conhecidos por ser utilizados no tratamento de diversas infecções bacterianas consideradas mais graves, como por exemplo, a tuberculose. Devido ao fato de serem moléculas mais antigas e serem amplamente utilizadas grande parte das bactérias já adquiriram resistência a muitos antibióticos pertencentes a essa classe.
Existe hoje uma grande necessidade de desenvolvimento de novos antibióticos e adaptação dos já disponíveis no mercado, visto que, as bactérias criam resistência aos antibióticos em um período médio de dois a três anos, a produção de novos fármacos pode levar até 20 anos. Isso mostra a grande importância de novos estudos e desenvolvimento de fármacos que sejam mais eficazes, evitando que antibióticos se tornem obsoletos e regridamos no tempo, voltando a ter mortes por infecções que hoje seriam facilmente tratáveis.
Referência
