Raquel Maria Simão Gurge en Químico Farmacéutico Biólogo, Recrutamento, Farmacêuticos Pesquisador 25/9/2017 · 2 min de lectura · +100

Propondo uma solução biotecnológica para a resistência à antibióticos.

Propondo uma solução biotecnológica para a resistência à antibióticos.A humanidade sofreu com infecções por microrganismos durante milhares de anos, porém, felizmente o emprego de diferentes classes de produtos naturais utilizados como terapêuticos amenizou drasticamente este sofrimento. Pensando nisso, antes de decidir migrar da área acadêmica para industria, escrevi um projeto de pós-doc, e nele propusemos a melhoria de antibióticos naturais utilizando biotecnologia. Infelizmente, não posso dar muitos detalhes do projeto em si, afinal ele é meu plano B, entretanto, posso dar uma ideia geral do que são os antibióticos naturais e de como eles são usados e de possíveis modificações biotecnológicas.

Como eu disse no inicio, as diversas classes de produtos naturais são responsáveis pela diminuição de sofrimento e morte de milhões de pessoas. Entretanto, a investigação de produtos naturais, como uma fonte de moléculas com fins terapêuticos, somente atingiu seu pico, pela indústria farmacêutica, nos períodos de 1970-1980, a chamada era de ouro dos produtos naturais (Shen, 2015).

Entre 1981 e 2002, das 877 pequenas moléculas, classificadas como novas entidades químicas introduzidas, aproximadamente 49% eram produtos naturais, produtos naturais semi-sintéticos, ou compostos sintéticos baseado em produtos naturais (Koehn & Carter, 2005). Os produtos naturais e seus produtos relacionados representam mais de 60% das novas drogas aprovadas ou pré-aprovadas para o tratamento de doenças (Williams, Zhang, & Thorson, 2007). As contribuições dos produtos naturais vão desde a aplicação de simples pomadas contendo moléculas para tratamento de infecções de pele até o aumento da sobrevida de pessoas no transplante de órgãos e tratamento de câncer.

A grande diversidade de moléculas é o resultado de milhões de anos de evolução o que permitiu a Natureza de expandir e otimizar gigantescamente suas capacidades biossintéticas. Os compostos naturais são geralmente derivados do metabolismo secundário de microrganismos e plantas e evoluíram, assim como as outras moléculas, em respostas as pressões seletivas e aos desafios do ambiente natural. Sendo assim, a síntese combinatorial executada pela natureza é muito mais sofisticada do que é realizada em laboratório, levando a estruturas exóticas ricas em estereoquímica e anéis concatenados (Williams et al., 2007).

Metabólitos secundários quimicamente complexos continuam, mesmo com o progresso das técnicas de síntese orgânica, a desafiar e inspirar os químicos orgânicos sintéticos, além de intrigar e instigar pesquisadores que procuram elucidar os mecanismos pelo qual os microrganismos e plantas utilizam para biossintetizar moléculas completamente diversas e únicas.

A recente explosão do número de genomas sequenciados tem expandido ainda mais a diversidade de compostos naturais identificados e tem mostrado um enorme território de pesquisa a ser explorado (Melby, Nard, & Mitchell, 2011), tanto na identificação de novas moléculas, como em novos mecanismos de biossíntese, principalmente, de microrganismos presentes no solo ou em ambientes marinhos.

Alguns dos produtos naturais que tem chamado atenção são os antibióticos, uma vez que são moléculas produzidas por plantas ou microrganismos na sua luta pela sobrevivência inibindo o crescimento de outros organismos na batalha por espaço físico ou nutriente. Sendo assim, por serem moléculas benéficas aos seres humanos, o uso destes causou uma autêntica revolução na medicina, tendo salvado ou melhorado a qualidade de vida de milhares de pessoas vítimas de doenças infecciosas (Aminov, 2016).

Porém, o uso dos antibióticos não estava isento das estratégias que os microrganismos desenvolveriam para superar os efeitos dessas drogas, que é principalmente a resistência aos antibióticos utilizados. Assim, o desenvolvimento, seleção e controle dos microrganismos resistentes as diferentes classes de drogas antibacterianas, tem sido uma das principais preocupações dos clínicos, microbiologistas, pesquisadores e da indústria farmacêutica nos dias atuais (Aminov, 2016). O estudo dos mecanismos de resistência desenvolvidos e/ou adquiridos pelos diferentes microrganismos, assim como, o desenvolvimento ou a descoberta de novos antibióticos que superem esses mecanismos de resistência, é um dos objetivos prioritários na luta contra as infecções e aos germes multirresistentes.

Sendo assim, ainda a há muito a ser estudado, já que, apesar da amplitude e eficiência dos antibióticos, os microrganismos desenvolveram mecanismo de resistência a estes fármacos. Além da resistência, outros inconvenientes do uso de antibióticos são, a forma de administração e o fato desses compostos apresentam uma aplicação clínica limitada – devido a sua alta toxidade. Porém, apesar dos inconvenientes, os antibióticos naturais, tais como os aminoglicosídeos, continuam sendo altamente adequados no tratamento de infecções.

Assim, para amenizar os problemas com resistência e toxidade, precisamos entender os caminhos biológicos e bioquímicos para a biossíntese destes composto, e com isso propor mudanças biotecnológicas para obter compostos menos tóxicos e menos suscetíveis a resistência.