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Pesquisadores identificam mecanismo através do qual o excesso de bactérias leva à formação de biofilmes multicamadas resistentes a antibióticos

Fonte

Universidade de Warwick

Data

quinta-feira. 25 março 2021 19:10

O equivalente bacteriano de um ‘engarrafamento’ faz com que biofilmes multicamadas se formem na presença de antibióticos. É o que mostrou um estudo publicado na revista científica eLife.

O estudo revela como o comportamento coletivo das colônias de bactérias pode contribuir para o surgimento da resistência aos antibióticos. Essa compreensão pode ajudar a abrir caminho para novas abordagens para o tratamento de infecções bacterianas, que ajudaria a impedir o surgimento da resistência.

As bactérias podem adquirir resistência aos antibióticos por meio de mutações genéticas. Mas elas também podem se defender por meio de comportamentos coletivos, como unir-se em um biofilme – um filme fino e viscoso feito de muitas bactérias que é menos suscetível a antibióticos. Enxames de bactérias também podem sofrer um fenômeno semelhante aos ‘congestionamentos’ de tráfego de automóveis, chamado de “separação de fases induzida por motilidade”, em que elas diminuem a velocidade quando há um grande número de bactérias em uma região.

“Em nosso estudo, queríamos ver se o conjunto de bactérias pode usar interações físicas, como separação de fase induzida por motilidade, para superar certos estresses, incluindo a exposição a antibióticos”, disse Iago Grobas, primeiro autor do artigo e doutorando da Escola Médica da Universidade de Warwick, no Reino Unido.

Em seu estudo, Grobas e colegas expuseram uma colônia de uma bactéria ambiental comum chamada Bacillus subtilis a um antibiótico chamado canamicina em laboratório. Os pesquisadores gravaram um vídeo de lapso de tempo do comportamento da bactéria e descobriram que elas formaram biofilmes na presença da droga.

Especificamente, a equipe mostrou que o biofilme se forma porque as bactérias começam a se agrupar a uma distância do antibiótico, dando lugar a várias camadas de bactérias em conjuntos.

“As camadas se acumulam por meio de um mecanismo físico pelo qual grupos de células que se movem juntas colidem entre si. A colisão gera estresse suficiente para empilhar as células, que então se movem mais lentamente, atraindo mais células por meio de um mecanismo semelhante à separação de fases induzida por motilidade. Essas camadas múltiplas, então, levam à formação de biofilme”, explicou Grobas.

Em seguida, a equipe testou uma estratégia para interromper essa formação e, assim, evitar que a resistência aos antibióticos ocorresse dessa forma. Eles descobriram que dividir uma única dose em duas etapas, sem alterar a quantidade total de antibióticos, reduziu fortemente o surgimento de um biofilme.

Os autores afirmam que mais pesquisas são necessárias para determinar se as bactérias prejudiciais aos seres humanos usam comportamentos semelhantes para sobreviver à exposição a antibióticos. Se o fizerem, os futuros tratamentos devem levar esses comportamentos em consideração para reduzir a resistência aos antibióticos.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Warwick (em inglês).

Fonte: Alice Scott, Universidade de Warwick.

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