O crescimento e proliferação de bactérias resistentes a quase todos os tipos de antibióticos fez, finalmente, acender a luz vermelha nos principais orgãos mundiais de saúde, por apresentar uma séria ameaça à capacidade de debelar infecções. Segundo a citada notícia da FAPESP, da autoria de Ricardo Zorzetto, sem antibióticos eficientes fica quase impossível realizar cirurgias, transplantes e tratamentos quimioterápicos contra o câncer, em segurança. Problemas comuns, como um corte mais profundo ou uma infecção respiratória, podem, atualmente, se tornar uma ameaça à vida, retirando os avanços verificados nas últimas décadas, onde o uso de antibióticos para tratar infecções aumentou a longevidade humana em cerca de vinte anos.
Até há algum tempo atrás, expostas à concentração adequada de antibióticos e por tempo suficiente, as bactérias facilmente morriam, segundo a FAPESP. “Se a dosagem e duração do tratamento forem inferiores ao necessário para aniquilá-las, uma parte pode sobreviver e se multiplicar, acumulando alterações no material genético que permitem escapar à ação dos fármacos”. A mesma notícia enfatiza o fato de as bactérias estarem em todos os lugares - na água, no solo, no ar e nas superfícies, inclusive no corpo humano. Com o uso intensivo de antibióticos na saúde humana e na produção de alimentos, para proteger ou tratar os animais de criação de doenças e induzir ganho de peso, as bactérias são continuamente expostas a esses fármacos e esse contato favorece a seleção das variedades resistentes.
Nos Estados Unidos, o Centro de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) já informou que estão surgindo bactérias contra as quais não há mais medicamentos eficazes. Igualmente, segundo a FAPESP, um levantamento coordenado pelo epidemiologista Ramanan Laxminarayan, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, estimou que, a cada ano, no mundo, ocorram 136 milhões de casos de infecção hospitalar causados por esses microrganismos. Segundo os dados publicados em junho de 2023 na revista “PLOS Medicine”, a China é, de longe, a nação mais afetada, com 52 milhões de registros, sendo que o Brasil aparece em quinto lugar, com 4 milhões de casos. No mundo todo, esses microrganismos foram os responsáveis diretos por 1,27 milhão de mortes em 2019. Quando se incluem os casos em que o indivíduo tinha outra doença além da infecção, esse número sobe para 4,95 milhões, próximo ao total de óbitos registrados em três anos de pandemia de Covid-19 e bem superior à soma das mortes anuais por malária, Aids e tuberculose.
Próxima década será dramática
As bactérias têm um grande poder de modificar algumas das suas estruturas, o que permite que elas desenvolvam mecanismos que resistem à ação dos agentes externos (antibióticos), sendo que desde que eles foram descobertos também se descobriu a resistência a esses agentes, algo que já perdura há muito tempo. Contudo, esse problema de resistência atingiu atualmente um nível bastante grave, já que, se até há pouco tempo era possível modificar as famílias dos antibióticos introduzindo novas estruturas que agiam nas bactérias, neste momento essas estratégias se esgotaram. O fato é que a indústria farmacêutica e o desenvolvimento técnico-científico não estão sendo capazes de apresentar novas alternativas no sentido de modificar ou mesmo introduzir elementos novos nas bactérias, já que elas se tornaram resistentes às diversas famílias de antibióticos.
Como as empresas de antibióticos já declararam que não irão conseguir resolver este problema na próxima década, significa dizer que a humanidade está “sentada” em cima de uma verdadeira bomba-relógio. Com as bactérias aumentando a sua resistência ao longo do tempo, já é comum a utilização de mais do que um antibiótico para combater determinadas infecções, na tentativa de compensar a perda da eficácia. Hoje, existem bactérias que, em comparação com o passado, precisam milhares de vezes mais drogas para serem eliminadas.
Para entender o problema
Segundo o docente e pesquisador do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, que é simultaneamente o Coordenador do Grupo de Óptica do Instituto, e Coordenador do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF), alocado nessa mesma Instituição, as bactérias têm diversos mecanismos que ajudam à sua resistência perante os antibióticos e um dos mais importantes é a sua membrana, que se altera, impedindo a penetração das moléculas do antibiótico que deveriam, de alguma maneira, modificar, inibir, ou destruir mecanismos internos de multiplicação bacteriana. “O que o antibiótico faz é inibir, atenuando a multiplicação das bactérias. Se a bactéria não pode multiplicar, ela morre. O perigo de uma infecção está na multiplicação dos microrganismos, sendo que a missão dos antibióticos é inibir a ação multiplicadora das bactérias”, pontua o pesquisador.
Embora a modificação das bactérias faça parte de um dos seus principais mecanismos, existem outros que merecem igualmente uma particular atenção, como, por exemplo, as pequenas estruturas moleculares, que são chamadas bombas de efluxo, localizadas nas suas membranas. “Essas bombas de efluxo servem para as bactérias ejetarem substâncias que são prejudiciais ao seu próprio desenvolvimento e proliferação. As bactérias aumentam suas bombas de efluxo, ou seja, aumentam a ação de jogar fora substâncias que não interessam e uma dessas substâncias é a molécula do antibiótico. Então, as bactérias ‘aprenderam’ essa forma de defesa”, pontua o docente. Por outro lado, as bactérias apresentam um outro mecanismo que auxilia em sua sobrevivência: as enzimas que elas têm a capacidade de produzir e que destroem especificamente as moléculas dos antibióticos. E foi desta forma que as bactérias se foram adaptando.
Foto-oxidação - IFSC/USP na liderança para tentar resolver o problema
Ao utilizar mecanismos de foto-oxidação na tentativa de destruir os mecanismos básicos que as bactérias têm para sua própria defesa, o Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) assumiu, dessa forma, a liderança nessas pesquisas e estudos baseados no fato de que perante uma oxidação nenhum ser vivo consegue desenvolver resistência. A técnica desenvolvida pelo Instituto foi recentemente divulgada em uma sequência de artigos científicos publicados em diversas revistas científicas de grande notoriedade, entre as quais se destacam a “PNAS”, a “Proceedings” - National Academy of Science - e a “Antibiotics”, dos Estados Unidos. “Foram pesquisas cujos resultados foram extraordinários, utilizando pequenos choques de foto-oxidação - os quais chamamos de Ação Fotodinâmica. Nesse processo, colocamos uma molécula que é absorvida pela bactéria, ativamos com luz e, graças à produção de radicais livres dentro da bactéria, o processo vai destruindo a resistência da membrana, ao mesmo tempo que destrói a bomba de efluxo e a capacidade de produção enzimática. Esta ação foto-oxidativa, bastante intensa, acaba por matar a bactéria, o que significa dizer que conseguimos ter um programa para controle de infecção só usando a foto-oxidação - a Ação Fotodinâmica -, abrindo caminho para que os antibióticos tradicionais voltem a ter efeito”, comemora o Prof. Bagnato.
Tratamento de infecções - Pneumonia é destaque
A sequência de todo o trabalho pioneiro acima mencionado desagua igualmente nas pesquisas que estão sendo desenvolvidas no IFSC/USP para o tratamento de infecções, principalmente de faringotoncilites (infecções causadas por agentes bacterianos que acometem as regiões da faringe, laringe e amígdalas) e da pneumonia. “O que estamos propondo é, primeiramente, dar um choque fotodinâmico, principalmente nas infecções comuns, como as faringgotoncilites, através de iluminação extracorpórea, ou então aquelas que atingem as vias respiratórias ou o trato intestinal, por exemplo, ou seja, em locais onde conseguimos ir com fibra óptica para fazer esse choque fotodinâmico. E estamos já bastante evoluídos no tratamento da pneumonia resistente aos antibióticos, que é uma das principais causas de morte em pacientes intubados nas unidades de cuidado intensivo. Então, estamos conseguindo vencer todas as barreiras, inclusive com a ajuda da própria Santa Casa da Misericórdia de São Carlos, com o intuito de entender qual é o problema principal dos componentes que estão aí nas vias respiratórias, e estamos levando esses estudos para uma colaboração internacional com os Estados Unidos - Universidade do Texas”, conclui o pesquisador.
Embora o número de óbitos causados por pneumonia seja elevado, o certo é que a atenção dos pesquisadores do IFSC/USP também está voltada para um outro fator que gera preocupação: os fungos, que não são combatidos com antibióticos, começaram a entrar na via respiratória (infecção fúngica dos pulmões), tendo em consideração que eles também estão resistindo aos fungicidas. E, por incrível que possa parecer, as pesquisas realizadas no IFSC/USP, utilizando a ação fotodinâmica, já provaram que ela também consegue quebrar a resistência fúngica aos fungicidas ou mesmo matar, igualmente através de iluminação extracorpórea.
Os Professores Vanderlei Salvador Bagnato e Kate Blanco, junto com as alunas de pós-doutorado Dras. Jennifer Machado, Claudia Patino e outros oito alunos de pós-graduação compõe a equipe que atua no Laboratório do IFSC/USP dedicado unicamente a desenvolver as pesquisas e desenvolver métodos com a finalidade de quebrar as bactérias resistentes.
