Polimixinas Transformam As Membranas Celulares Em Cristais Quebráveis.
Para eliminar as bactérias resistentes aos medicamentos, os antibióticos de “último recurso” usam um método notório com a Medusa: a petrificação.
Novas imagens de microscópio de alta resolução mostram que uma classe de antibióticos chamada polimixinas, cristaliza as membranas celulares das bactérias. Os cristais em forma de favo de mel que se formam transformam as peles normalmente flexíveis de moléculas de gordura dos microorganismos em finas folhas quebradiças, relatam pesquisadores em 21 de outubro na Nature Communications. As bactérias perecem quando as membranas petrificadas se rompem.
A descoberta foi um choque total, afirma Sebastian Hiller, biólogo estrutural da Universidade de Basel, na Suíça.
Hiller, Selen Manioğlu (biofísico) e os seus colegas estavam a utilizar os antibióticos como controle para um experimento diferente. Quando os cientistas ligaram os seus microscópios, “nós vimos esses waffles”, diz Hiller. “Eu rapidamente reconheci, uau, isso deve ser algo único.”.
Antibióticos de polimixina, como a colistina, foram encontrados na década de 1940, e agora são utilizados como uma potente defesa de última hora contra bactérias que desenvolveram resistência à maioria das outras drogas. Os pesquisadores já reconheceram que as polimixinas, de alguma forma, interferem nas membranas das células bacterianas. Ninguém havia imaginado um cenário como os “waffles” que o grupo descobriu.
Na nova pesquisa, Hiller e os colegas submeteram pedaços da membrana celular de Escherichia coli a concentrações variadas de colistina. As imagens com microscopia de força atómica expuseram que os cristais se desenvolveram nas concentrações mínimas necessárias para eliminarem as bactérias. As cepas resistentes à colistina submetidas à droga não desenvolveram cristais.
Os resultados sugerem que as polimixinas funcionam organizando a membrana celular em uma estrutura cristalina que as torna frágil e vulnerável. “Isso é algo que nem remotamente foi hipotetizado até agora”, diz Markus Weingarth, bioquímico da Universidade de Utrecht, na Holanda. Este último não esteve directamente envolvido no trabalho. “É um estudo extremamente crucial. Eu certamente diria que é uma inovação”.
Como especificamente as polimixinas cristalizam as membranas celulares ainda não está claro. Isso é um problema, pois algumas bactérias desenvolveram resistência às polimixinas, e estão a tornar-se mais prevalentes (SN: 27/5/16; SN: 30/10/90). Com mais pesquisas como esta para ajudar a mostrar como as drogas funcionam, os pesquisadores podem efectivamente modificar os antibióticos para serem mais eficazes, afirma Weingarth.
Hiller espera que este primeiro olhar sobre os poderes petrificantes das polimixinas ajude os pesquisadores a combaterem a resistência aos antibióticos.
“Compreender esses princípios, certamente trará muitas sugestões – e o potencial para produzir novos medicamentos”, diz Hiller.
Leia o artigo original em Science News.
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