Simple Science

Ciência de ponta explicada de forma simples

# Biologia# Bioquímica

Novas Estratégias Contra a Resistência Antimicrobiana

Pesquisadores desenvolvem testes promissores pra encontrar novos medicamentos antimicrobianos que atacam bactérias.

― 6 min ler


Lutando Contra aLutando Contra aResistência às Drogasantimicrobianos eficazes.descoberta de medicamentosNovos testes mostram esperança na
Índice

A Resistência Antimicrobiana (RAM) é uma parada séria que já tá sendo reconhecida há muito tempo. Basicamente, isso significa que alguns germes, como as bactérias, tão ficando resistentes aos remédios que a gente usa pra combater elas. Nas últimas décadas, esse problema só tem piorado, enquanto o número de novos medicamentos antimicrobianos sendo desenvolvidos caiu.

As principais maneiras de descobrir novos medicamentos antimicrobianos incluem testar como eles matam ou impedem o crescimento das bactérias e identificar alvos específicos dentro das bactérias que os remédios podem atacar. A maioria dos medicamentos antimicrobianos que a gente usa hoje foi encontrada através de testes em laboratório, onde os cientistas observavam como esses medicamentos agiam em diferentes tipos de bactérias. Infelizmente, a maior parte dos novos remédios lançados nos últimos vinte anos são só variações dos remédios existentes em vez de opções completamente novas. Pra combater a RAM, os pesquisadores tão buscando antimicrobianos que possam agir em novos alvos ou usar métodos novos pra impedir as bactérias.

O Que Estamos Alvejando?

Um dos principais alvos para o desenvolvimento de novos antimicrobianos é um sistema nas bactérias chamado maquinário secretório (Sec). É assim que as bactérias transportam as Proteínas que são feitas dentro das células pra onde elas precisam trabalhar fora da célula. O maquinário Sec é importante porque ajuda as bactérias a mover as proteínas que elas precisam através das membranas. Esse sistema é encontrado em muitos tipos de bactérias, incluindo aquelas que podem causar doenças, tornando-se um alvo crucial para novos medicamentos.

Estudos mostraram que o maquinário Sec desempenha um papel fundamental no Transporte de proteínas nas bactérias. As partes principais do maquinário Sec incluem certas proteínas que ajudam a transportar outras proteínas através da membrana. As proteínas destinadas ao transporte recebem uma sequência especial no início que as marca pra movimentação. Assim que elas são reconhecidas pelo maquinário, são movidas através da membrana, e a sequência especial é removida, deixando a proteína totalmente formada.

Os cientistas aprenderam muito sobre como esse sistema funciona, o que ajuda eles a pensarem em maneiras de bloqueá-lo. No entanto, a maioria dos testes atuais pra bloqueadores foca só em partes desse sistema, em vez do maquinário inteiro, o que pode limitar a eficácia deles.

Desenvolvendo Novos Testes

Pra criar testes melhores que possam encontrar novos medicamentos antimicrobianos, os pesquisadores desenvolveram um método em tempo real pra monitorar como as proteínas são transportadas nas bactérias. Esse método usa uma tecnologia chamada NanoLuc Binary Technology, que é um tipo de sistema que produz luz. Basicamente, quando as proteínas são movidas com sucesso pra fora da célula, elas produzem luz que pode ser medida. Esse método é sensível e ajuda os pesquisadores a verem quão bem os medicamentos potenciais podem parar esse processo de transporte.

No novo teste, os pesquisadores adaptaram seu método pra funcionar com bactérias vivas. Isso significa que eles podem testar quão bem os medicamentos potenciais funcionam dentro do ambiente real da célula bacteriana. Eles mostraram que usando esse método conseguem identificar novos medicamentos que poderiam inibir efetivamente o maquinário Sec.

Como os Testes Funcionaram

Nos experimentos, os cientistas usaram bactérias e proteínas especiais que foram marcadas pra mostrar facilmente quando as proteínas foram movidas com sucesso. Eles monitoraram essas proteínas pra ver quão bem diferentes Compostos, ou medicamentos potenciais, conseguiram bloquear o processo de transporte. Essa abordagem permite que eles descubram quais compostos podem ser eficazes contra as bactérias, enquanto também reduzem as chances de resultados falsos de compostos que não funcionam como deveriam.

Pra seus testes, os pesquisadores usaram uma biblioteca de 5000 compostos diferentes pra ver quais poderiam inibir com sucesso o transporte de proteínas. Eles mediram cuidadosamente os efeitos desses compostos pra ver quão bem eles funcionaram.

Encontrando Novos Compostos

Depois de analisar a grande biblioteca de compostos, os pesquisadores conseguiram identificar vários medicamentos promissores que poderiam bloquear o maquinário Sec em bactérias vivas. Eles estavam particularmente procurando por aqueles que funcionavam em concentrações baixas, que poderiam ser mais fáceis de usar e potencialmente mais seguros. Eles testaram ainda mais esses compostos pra confirmar sua atividade, com alguns mostrando efeitos muito específicos no processo de transporte.

Os resultados dos testes revelaram que alguns desses medicamentos potenciais poderiam inibir efetivamente a secreção de proteínas importantes que as bactérias precisam. Isso é importante porque as bactérias costumam usar essas proteínas pra sobreviver e causar doenças. Ao bloquear esse movimento, os pesquisadores pretendem enfraquecer as bactérias.

Garantindo que os Resultados São Precisos

Enquanto testavam esses medicamentos, os pesquisadores também lembraram que às vezes uma queda na atividade poderia significar que a célula não tá funcionando bem por outros motivos. Pra garantir que seus resultados eram precisos, eles criaram testes de controle que mediam a função bacteriana geral, o que os ajudou a descartar falsos positivos. Isso é crucial, pois permite que os cientistas foquem em compostos que realmente atacam o maquinário Sec, em vez de afetar as bactérias de diferentes maneiras.

Próximos Passos na Pesquisa

Os pesquisadores concluíram que seu novo método de teste mostra muito potencial na busca por novos agentes antimicrobianos. Pra bactérias como E. coli, que podem causar várias infecções, limitar a capacidade delas de transportar proteínas pode ser uma estratégia chave. Acontece que mesmo quando o sistema de transporte tá funcionando mal, as bactérias ainda conseguem sobreviver, o que traz desafios pro tratamento. No entanto, buscar um melhor entendimento e desenvolvimento de novos compostos que visem esse sistema pode levar a tratamentos eficazes no futuro.

O Panorama Geral

A resistência antimicrobiana é um problema crescente e representa uma ameaça significativa à saúde pública. Encontrar novas maneiras de tratar infecções bacterianas é crítico. Como muitas bactérias estão se tornando resistentes aos medicamentos disponíveis, esforços pra descobrir novos agentes antimicrobianos através de métodos de teste inovadores podem ser vitais.

Mirar no maquinário Sec das bactérias oferece um novo caminho a seguir. Isso pode ajudar os pesquisadores a descobrir medicamentos que não só funcionam contra cepas resistentes, mas também atuam de uma forma que as bactérias ainda não se adaptaram. Isso pode ser uma maneira importante de combater infecções e melhorar as opções de tratamento na luta contra a resistência antimicrobiana.

Conforme os pesquisadores continuam refinando seus testes e identificando novos compostos promissores, a esperança é desenvolver tratamentos eficazes que possam enganar as bactérias resistentes. É uma batalha contínua, mas avançar na ciência nessa área pode levar a melhores resultados de saúde e um futuro mais promissor na luta contra a RAM.

Fonte original

Título: A whole cell luminescence-based screen for inhibitors of the bacterial Sec machinery

Resumo: There is a pressing need for new antibiotics to combat rising resistance to those already in use. The bacterial general secretion (Sec) system has long been considered a good target for novel antimicrobials thanks to its irreplacable role in maintaining cell envelope integrity; yet the lack of a robust, high-throughput method to screen for Sec inhibition has so far hampered efforts to realise this potential. Here, we have adapted our recently-developed in vitro assay for Sec activity - based on the split NanoLuc luciferase - to work at scale and in living cells. A simple counterscreen allows compounds that specifically target Sec to be distinguished from those with other effects on cellular function. As proof of principle we have applied this assay to a library of 5000 compounds and identified a handful of moderately effective in vivo inhibitors of Sec. We therefore anticipate that the methods presented here will be scalable to larger compound libraries, in the ultimate quest for Sec inhibitors with clinically relevant properties.

Autores: William John Allen, T. Salter, I. Collinson

Última atualização: 2024-05-10 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.10.593495

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.10.593495.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Artigos semelhantes