O mar Ártico revela-se um potencial tesouro de novos medicamentos

Cientistas descobriram novos compostos em bactérias do Mar Ártico que podem combater infecções resistentes a antibióticos e abrir caminho para medicamentos de próxima geração.

O problema da resistência aos antibióticos e novas oportunidades

Os antibióticos são a base da medicina moderna; sem eles, tratar infecções e realizar cirurgias seria extremamente arriscado. No entanto, a cada ano enfrentamos um problema crescente de resistência bacteriana aos antibióticos, enquanto o ritmo de descoberta de antibióticos fundamentalmente novos fica significativamente aquém.

Explorando novos habitats

Há motivos para esperança: 70% de todos os antibióticos licenciados provêm de actinobactérias que vivem no solo, mas a maioria dos habitats na Terra ainda não foi explorada. Buscar novos antibióticos entre actinobactérias em outros locais pouco estudados, como o Mar Ártico, é uma estratégia promissora. Principalmente se forem encontradas novas moléculas que não matem as bactérias diretamente, mas reduzam sua virulência (capacidade de causar doenças), dificultando o desenvolvimento de resistência e reduzindo a probabilidade de efeitos colaterais.

Métodos avançados de triagem revelam novos compostos

“Em nosso estudo, utilizamos triagem de alta sensibilidade (FAS-HCS) e ensaios de translocação de Tir para identificar especificamente compostos antivirulentos e antibacterianos de extratos de actinobactérias”, afirma a Dra. Päivi Tammela, professora da Universidade de Helsinque, Finlândia, e principal autora do estudo publicado na revista Frontiers in Microbiology. “Encontramos dois compostos distintos: um grande fosfolipídio que inibe a virulência da E. coli enteropatogênica (EPEC) sem afetar seu crescimento, e um composto que inibe o crescimento bacteriano, ambos de actinobactérias isoladas do Oceano Ártico.”

Para analisar os candidatos a fármacos, a equipe conduziu um sistema de triagem automatizado projetado para trabalhar com extratos microbianos complexos. Os pesquisadores desenvolveram um novo conjunto de métodos que lhes permite testar simultaneamente os efeitos antivirais e antibacterianos de centenas de compostos desconhecidos. Eles escolheram como alvo uma cepa de EPEC que causa diarreia grave em crianças menores de cinco anos, especialmente em países em desenvolvimento.

Descoberta de compostos antivirulentos e antibacterianos

Os compostos estudados foram obtidos de quatro espécies de actinobactérias isoladas de invertebrados coletados no Mar Ártico, próximo a Svalbard, durante uma expedição do navio de pesquisa norueguês Kronprinz Haakon, em agosto de 2020. As bactérias foram então cultivadas, as células foram extraídas e seu conteúdo foi separado em frações. Cada fração foi testada in vitro para a adesão de EPEC a células de carcinoma colorretal.

Os pesquisadores descobriram dois compostos até então desconhecidos com atividades biológicas distintas: um de uma cepa desconhecida (T091-5) do gênero Rhodococcus e o outro de uma cepa desconhecida (T160-2) do gênero Kocuria. O composto da cepa T091-5, identificado como um grande fosfolipídio, demonstrou um potente efeito antivirulento ao inibir a formação do pedestal de actina e a ligação da EPEC ao receptor Tir na superfície da célula hospedeira. O composto da cepa T160-2 apresentou fortes propriedades antibacterianas, inibindo o crescimento de bactérias EPEC.

Resultados promissores e próximos passos

Uma análise detalhada mostrou que o fosfolipídio da cepa T091-5 não inibiu o crescimento bacteriano, tornando-o um candidato promissor para terapia antiviral, pois reduz a probabilidade de desenvolvimento de resistência. Ao mesmo tempo, o composto da cepa T160-2 inibiu o crescimento bacteriano e será estudado mais a fundo como um potencial novo antibiótico.

Métodos de HPLC-HR-MS2 foram utilizados para isolar e identificar esses compostos. O peso molecular do fosfolipídio era de cerca de 700 e interrompia a interação entre a EPEC e as células hospedeiras. "Os próximos passos incluem otimizar as condições de cultura para a produção do composto e isolar quantidades suficientes de cada composto para posterior caracterização de sua estrutura e atividade biológica", acrescentou Tammela.