Notícia

Método favorece a descoberta de novos antibióticos

Fonte

Jornal da Unicamp

Data

quinta-feira, 14 julho 2022 06:20

Áreas

Bacteriologia. Biologia. Bioquímica. Biotecnologia. Desenvolvimento de Fármacos. Farmacologia. Indústria Farmacêutica. Microbiologia. Química Medicinal. Saúde Pública.

Uma ferramenta baseada na transferência de energia luminescente (BRET, do inglês: bioluminescence resonance energy transfer) foi testada pela primeira vez em bactérias, com sucesso. A vantagem do BRET é rastrear onde, como e com que eficiência potenciais novos medicamentos se ligam em proteínas-alvo em tempo real na bactéria viva. Este processo abrevia as etapas mais convencionais de descoberta de fármacos e acelera a busca por novos compostos de ação antibiótica. A pesquisa, publicada na revista científica ACS Infectious Diseases, foi liderada pelos pesquisadores do Centro de Química Medicinal (CQMED) em parceria com pesquisadores do Canadá. O CQMED é apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

Para ser efetivo, um antibiótico precisa vencer inúmeros obstáculos na bactéria. A começar pelas membranas externas que funcionam como barreiras. Além disso, há bombas de efluxo que forçam a saída de agentes antimicrobianos e enzimas modificadoras de antibióticos atuando como mecanismos de defesa das bactérias. “Por estas razões, encontrar compostos que driblem todas essas barreiras e que também sejam seguros para o hospedeiro humano está longe de ser trivial”, explicou o Dr. Rafael Couñago, pesquisador principal do CQMED e autor sênior do estudo.

As duas principais estratégias para identificar e desenvolver novos antimicrobianos são basicamente o ensaio bioquímico e o ensaio celular. No primeiro, o composto antimicrobiano é testado apenas com a proteína-alvo purificada da bactéria para verificar se há interação. A segunda estratégia é aplicar o composto na bactéria e checar se ele é capaz de matá-la.

Ambas as abordagens têm pontos fracos. O ensaio bioquímico não garante que o composto terá o mesmo comportamento na célula: “A potência in vitro do composto nem sempre se relaciona com a atividade celular”, explicou Rebeka Fanti, autora principal do estudo e que desenvolveu a pesquisa no CQMED durante sua dissertação de mestrado no Programa de Pós-graduação em Genética e Biologia Molecular da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

Já o ensaio celular não deixa claro qual foi o mecanismo de ação na bactéria, o que prejudica os aprimoramentos do composto. “É muito difícil você saber que alvo o composto está atingindo”, explicou o Dr. Rafael Couñago.

A técnica BRET é baseada na troca de energia em forma de bioluminescência. Esta tecnologia foi criada em 1999 e, desde então, tem sido utilizada para diversas aplicações. “O interessante deste método é que conseguimos avaliar a interação de uma proteína-alvo com um candidato a fármaco na célula bacteriana viva”, explicou Rebeka Fanti. A novidade abriu um novo horizonte de estudos em química medicinal, permitindo o estudo sobretudo no chamado ensaio de engajamento, que avalia o comportamento de pequenas moléculas na célula.

Entretanto, até então, o método só havia sido testado em células de mamíferos cultivadas em laboratório. Neste estudo, os pesquisadores testaram em dois patógenos humanos: Escherichia coli, que pode causar infecções urinárias graves, e Mycobacterium abscessus, responsável por infecções em diversos tecidos, incluindo pulmões e pele.

A técnica consiste em duas etapas. Primeiramente, por meio de estratégias de engenharia genética, as bactérias passam a produzir um complexo emissor de luminescência, formado pela junção de uma proteína-alvo com uma luciferase. Essa luciferase é originalmente encontrada em camarões abissais e é capaz de emitir luz azul. Em seguida, uma molécula receptora de luz, chamada de tracer, é adicionada ao meio de cultura contendo bactérias. Esse tracer entra na bactéria e se liga diretamente à proteína-alvo. Ela tem a capacidade de absorver a luz azul produzida pela luciferase e reemiti-la na forma de fluorescência vermelha. Essa troca de energia em forma de luz é chamada de BRET. Desta forma, explicou Rebeka Fanti, pequenas moléculas ou compostos podem ser avaliados e selecionados a partir de sua capacidade de penetrar na bactéria e deslocar o tracer da proteína-alvo, causando uma diminuição no sinal de BRET.

Este estudo é particularmente importante para impulsionar o desenvolvimento de novos antibióticos e lidar com a crescente ameaça de resistência aos antibióticos dentre bactérias patogênicas. “O surgimento de resistência antimicrobiana supera em muito a nossa capacidade atual de descobrir, desenvolver e aprovar novos antimicrobianos, especialmente aqueles direcionados a patógenos Gram-negativos e às micobactérias”, destacou o Dr. Rafael Couñago.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Jornal da Unicamp.

Fonte: Jornal da Unicamp e Paula Drummond de Castro/CQMED. Imagem: Divulgação, Centro de Química Medicinal (CQMED).

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