Riscos Emergentes da Resistência Antimicrobiana e Terapia com Fagos

A Resistência Antimicrobiana (RAM) é um problema sério de saúde pública em todo o mundo. Acontece quando as bactérias mudam e se tornam resistentes aos remédios usados para tratar infecções. Uma grande preocupação são as bactérias Multirresistentes (MR), que são difíceis de tratar porque resistem a muitos antibióticos. Para enfrentar essa questão, os cientistas estão buscando outras formas de tratar infecções, uma delas é chamada terapia com fagos.

#O que é Terapia com Fagos?

A terapia com fagos usa vírus que atacam e matam bactérias, conhecidos como bacteriófagos ou fagos. Esse método não é novo; foi usado antes da descoberta dos antibióticos. Recentemente, houve um novo interesse nessa abordagem porque ela mostrou potencial para tratar infecções graves causadas por bactérias MR. Vários estudos relatam resultados positivos usando terapia com fagos. No entanto, um desafio surge quando as bactérias evoluem para resistir a esses fagos, tornando o tratamento menos eficaz.

#Como as Bactérias Resistam aos Fagos

As bactérias podem desenvolver resistência aos fagos de algumas maneiras. Um método comum é por meio de mutações, que podem causar a perda de receptores que os fagos usam para entrar nas bactérias. Além disso, algumas bactérias podem adquirir sistemas de defesa que as ajudam a combater os fagos. Nos últimos anos, muitos novos sistemas de defesa foram encontrados. Esses sistemas podem ser agrupados com base em seus mecanismos para detectar infecções por fagos.

Os pesquisadores notaram que esses sistemas de defesa costumam ser encontrados próximos uns dos outros em áreas chamadas de "ilhas de defesa". Essa agrupamento facilitou para os cientistas descobrirem novos sistemas. O conflito contínuo entre bactérias e fagos é evidente em quantos sistemas de defesa existem nos genomas bacterianos.

#Integrons: Um Jogador Chave na Resistência

Os integrons são elementos genéticos importantes nas bactérias que as ajudam a se adaptar ao ambiente. Eles funcionam como sistemas de armazenamento que podem capturar e segurar novos genes. Esses genes são frequentemente úteis para a sobrevivência, especialmente em ambientes desafiadores. Os integrons consistem em uma parte central que contém um gene para integrar novos genes e uma parte variável onde os novos genes são armazenados.

Um tipo específico de integron, chamado integrons móveis (IM), está frequentemente ligado a outros elementos genéticos móveis. Essa conexão permite que os genes sejam compartilhados facilmente entre as bactérias. Inicialmente, os integrons móveis foram encontrados em bactérias específicas que mostraram resistência a medicamentos na década de 1950. Agora, eles são comuns em muitas bactérias perigosas, carregando numerosos genes de resistência a vários antibióticos.

Curiosamente, alguns dos cassetes de genes encontrados dentro dos integrons móveis ainda não são compreendidos. Os pesquisadores acreditam que esses cassetes de genes desconhecidos podem desempenhar papéis importantes na sobrevivência bacteriana. Dada a importância da predação por fagos, os cientistas estão investigando se esses cassetes desconhecidos incluem genes que defendem contra fagos.

#Pesquisa sobre Sistemas de Defesa Contra Fagos

Em estudos recentes, os cientistas selecionaram vários desses cassetes de genes desconhecidos de um banco de dados. Eles usaram técnicas de clonagem para investigar se esses cassetes podem conferir resistência a fagos. Vários programas de computador previram que alguns desses cassetes poderiam estar envolvidos na defesa bacteriana contra fagos.

Por meio de testes de laboratório usando diferentes fagos, os pesquisadores conseguiram identificar novos sistemas de defesa contra fagos. Eles nomearam esses novos sistemas de Cassetes de Defesa Contra Fagos (CDFs). Cada CDF identificado mostrou a capacidade de proteger as bactérias de pelo menos um tipo de fago, e foi confirmado que fazem parte de cassetes integrons funcionais, o que significa que podem se mover entre diferentes bactérias.

#O Impacto dos CDFs em Outras Bactérias

Pesquisas adicionais demonstraram que os CDFs identificados não apenas protegem E. coli, mas também conferem resistência em outros patógenos significativos como K. pneumoniae e P. aeruginosa. Isso mostra que os CDFs podem se transferir entre bactérias e potencialmente impactar a disseminação da resistência a fagos em vários patógenos.

Os pesquisadores também descobriram que diferentes combinações de CDFs podem trabalhar juntas. Ao misturar diferentes CDFs em um laboratório, eles descobriram que a proteção contra múltiplos fagos pode aumentar. Por exemplo, certas arrumações de CDFs poderiam oferecer forte proteção contra fagos específicos, enquanto também mantinham resistência a antibióticos.

#Entendendo o Custo da Resistência

Embora ter múltiplos sistemas de defesa seja benéfico, isso pode ter um custo para as bactérias. Os integrons podem acumular essas defesas, mas o peso de carregar vários sistemas de resistência pode afetar negativamente a aptidão das bactérias. Em estudos, os impactos na aptidão de diferentes CDFs variaram bastante. Alguns sistemas tiveram pouco ou nenhum custo, enquanto outros reduziram significativamente a capacidade das bactérias de prosperar e se reproduzir.

Os pesquisadores realizaram experimentos para medir como diferentes CDFs afetaram a aptidão de E. coli e K. pneumoniae. Dependendo do fundo genético, a presença de CDFs específicos poderia melhorar ou prejudicar a aptidão das bactérias. Esses efeitos de aptidão são cruciais para entender como os sistemas de resistência se espalham entre populações bacterianas.

#Implicações para a Terapia com Fagos

As descobertas sobre os CDFs e seu papel nos sistemas de defesa bacteriana têm implicações significativas para a terapia com fagos. Como a terapia com fagos ganhou interesse como um tratamento alternativo para combater infecções resistentes a antibióticos, entender como as bactérias resistem aos fagos é crucial.

A presença de sistemas de defesa dentro dos integrons móveis sugere que as bactérias podem se adaptar rapidamente à pressão exercida pelos fagos. Se os fagos se tornarem um método de tratamento mais comum, a capacidade das bactérias de adquirir rapidamente mecanismos de resistência pode complicar a eficácia dessas terapias.

#A Corrida Armamentista Contínua

A luta entre bactérias e seus fagos é uma batalha contínua. À medida que novos sistemas de resistência são descobertos, fica claro que a corrida armamentista entre essas duas entidades vai continuar. Os integrons, com sua capacidade de reunir e compartilhar genes de defesa, desempenham um papel central nessa dinâmica. O estudo desses sistemas será fundamental para criar estratégias eficazes de aproveitar a terapia com fagos na luta contra a resistência a antibióticos.

#Conclusão

Em resumo, a resistência antimicrobiana é um desafio urgente de saúde pública que está levando os pesquisadores a buscar métodos alternativos de tratamento, como a terapia com fagos. A descoberta de novos sistemas de defesa contra fagos dentro dos integrons mostra que as bactérias têm meios sofisticados para resistir não apenas a antibióticos, mas também a fagos. Entender esses mecanismos será a chave para implementar com sucesso a terapia com fagos e garantir sua eficácia contra o problema crescente das bactérias resistentes a antibióticos.

À medida que o campo evolui, a pesquisa contínua sobre a relação entre fagos, bactérias e elementos genéticos móveis será vital para moldar futuras abordagens médicas para tratar infecções e gerenciar a resistência.