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Produtos Naturais na Luta Contra a Resistência Antimicrobiana

Pesquisas exploram extratos de plantas para combater a resistência antimicrobiana reduzindo a transferência de plasmídeos.

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A Resistência Antimicrobiana (RAM) é um problema sério que afeta a saúde no mundo todo. Ela acontece quando as bactérias se tornam resistentes a medicamentos que antes funcionavam contra elas. Isso leva a infecções difíceis de tratar, resultando em mais pessoas ficando doentes ou até morrendo. Dois tipos de bactérias resistentes que preocupam bastante são as que produzem beta-lactamase de espectro extendido (ESBL) e as que produzem carbapenemase.

Um motivo importante para a disseminação dessas bactérias resistentes é a presença de elementos genéticos móveis, que são pedaços de DNA que podem se mover entre as bactérias. Um tipo desses elementos se chama Plasmídeos. Os plasmídeos podem se replicar e carregar genes que dão às bactérias habilidades extras, incluindo resistência a medicamentos. Alguns plasmídeos conseguem até ajudar as bactérias a trocarem essas características resistentes entre si por meio de um processo chamado conjugação. Quando um plasmídeo resistente é transferido para uma nova bactéria, pode transformar uma cepa previamente mais fraca em uma cepa forte e multirresistente. Por isso, estudar esses plasmídeos é super importante na luta contra a RAM.

Abordagens para Combater a Resistência

Os pesquisadores estão buscando diferentes maneiras de lidar com os problemas causados pelos plasmídeos. Alguns esforços focam em remover os plasmídeos das bactérias, usando o que chamam de agentes de cura. Outras estratégias têm como objetivo impedir a transferência de plasmídeos entre as bactérias. Há um crescente interesse em encontrar compostos que consigam eliminar ou prevenir essa transferência de plasmídeos.

Produtos naturais, como algumas plantas, têm sido uma fonte chave de novos medicamentos devido às suas diversas composições químicas. Por exemplo, plantas como gengibre, pimenta-do-reino e cúrcuma contêm vários compostos que podem ter efeitos benéficos na saúde. O gengibre é conhecido por seus efeitos protetores em diferentes sistemas do corpo e também tem propriedades antimicrobianas. Da mesma forma, a pimenta-do-reino e a cúrcuma mostraram ter vários efeitos que podem ajudar no tratamento de diferentes doenças. A árvore kamala e seus frutos têm usos históricos no tratamento de infecções e são elogiados por seus efeitos antimicrobianos, antioxidantes e anti-inflamatórios. Assim, os compostos naturais dessas plantas podem ser a chave para combater os problemas relacionados aos plasmídeos.

Triagem de Produtos Naturais

Para encontrar produtos naturais eficazes, os pesquisadores exploraram extratos de plantas como pimenta-do-reino, gengibre, cúrcuma e a árvore kamala. Eles procuraram especificamente por extratos que pudessem reduzir a transferência de plasmídeos em dois tipos de bactérias: Escherichia Coli (E. coli) e Klebsiella Pneumoniae (K. pneumoniae). Os pesquisadores aplicaram um método que permite testar várias amostras rapidamente para ver se esses extratos impactavam a transferência de plasmídeos.

Os resultados foram promissores. Para E. coli, todos os extratos de plantas testados mostraram reduzir significativamente a transferência de um plasmídeo específico quando comparados a uma amostra controle. A pimenta-do-reino reduziu a transferência para 14% do nível controle, enquanto gengibre e cúrcuma também mostraram reduções impressionantes. Porém, o efeito em K. pneumoniae não foi tão forte. Embora a pimenta-do-reino e a cúrcuma tenham reduzido a transferência de plasmídeos, o gengibre não apresentou efeito significativo.

Ao comparar a eficácia dos diferentes extratos, foi notado que enquanto cúrcuma e kamala tiveram impactos semelhantes em E. coli e K. pneumoniae, gengibre e pimenta-do-reino foram menos eficazes com K. pneumoniae.

Efeitos de Compostos Puros

Os pesquisadores então examinaram compostos específicos encontrados nesses extratos de plantas, testando sua eficácia na redução da transferência de plasmídeos. Por exemplo, testaram compostos como 6-gingerol do gengibre e capsaicina da pimenta.

Em E. coli, tanto 6-gingerol quanto capsaicina foram eficazes na redução da transferência de plasmídeos. Por outro lado, em K. pneumoniae, apenas rottlerin mostrou uma redução significativa na transferência de plasmídeos. Curiosamente, capsaicina e outro composto, ácido anacárdico, surpreendentemente aumentaram a transferência de plasmídeos em K. pneumoniae.

Testes adicionais com diferentes concentrações desses compostos revelaram que 6-gingerol foi eficaz em doses mais baixas, enquanto capsaicina precisou de doses mais altas para um efeito significativo. Em alguns casos, altas concentrações de capsaicina interferiram nos métodos usados para medir a transferência de plasmídeos.

Testando em Isolados Clínicos

O estudo também examinou como esses compostos afetaram um isolado clínico de K. pneumoniae que tinha um plasmídeo específico associado à resistência a antibióticos. Os pesquisadores descobriram que, enquanto alguns compostos não mudaram o número de bactérias resistentes ou a taxa de transferência de plasmídeos, um composto, rottlerin, reduziu significativamente o número total de bactérias resistentes.

No geral, os compostos em si não inibiram o crescimento das cepas bacterianas testadas, o que significa que os efeitos observados na transferência de plasmídeos não foram devido a uma redução no número de bactérias.

A Importância das Descobertas

O aumento da RAM torna essencial buscar maneiras alternativas de prevenir a disseminação de bactérias resistentes. Compostos anti-plasmídeos que podem interferir na transferência de plasmídeos estão se tornando uma área importante de estudo. Produtos naturais, devido às suas diversas atividades, parecem ser uma fonte promissora desses compostos.

Este estudo mostrou que extratos de certas plantas foram eficazes na redução da transferência de plasmídeos. 6-gingerol e capsaicina foram particularmente notáveis por sua capacidade de afetar a transferência de plasmídeos em E. coli. Pesquisas anteriores apoiam a ideia de que esses compostos têm uma atividade mais ampla contra a transferência de plasmídeos.

Rottlerin mostrou efeitos variados em diferentes cepas bacterianas e merece mais investigação para entender como atua contra a transferência de plasmídeos. Os pesquisadores usaram marcadores fluorescentes para acompanhar eventos de transferência de plasmídeos, o que aumenta a velocidade dos testes. No entanto, tiveram que considerar como os compostos afetaram os próprios marcadores, pois isso poderia influenciar os resultados.

As interações entre plasmídeos e as bactérias que os carregam podem ser complexas. Algumas cepas bacterianas podem manter certos plasmídeos sem nenhum problema, contribuindo para a disseminação da resistência a antibióticos. Conhecer como esses plasmídeos interagem com seus hospedeiros bacterianos é crucial para desenvolver estratégias eficazes para combater a resistência.

Conclusão

As descobertas deste estudo destacam o potencial dos produtos naturais na luta contra a resistência antimicrobiana. Esses produtos não só oferecem compostos eficazes, mas também podem fornecer insights sobre novas maneiras de enfrentar a crescente ameaça de bactérias resistentes. Pesquisas futuras poderiam aprofundar mais nas diferentes substâncias presentes nesses extratos para identificar aquelas com atividade anti-plasmídeo, já que a complexidade desses extratos pode levar a soluções ainda mais eficazes no combate à RAM.

Identificar compostos que visem pares específicos de plasmídeos e hospedeiros poderia proporcionar uma vantagem estratégica na prevenção da disseminação de genes de resistência a antibióticos. Embora o caminho à frente possa ser desafiador devido à natureza diversificada dos plasmídeos e suas interações com vários hospedeiros bacterianos, os resultados promissores dos produtos naturais oferecem esperança em encontrar maneiras eficazes de reduzir a carga da resistência antimicrobiana globalmente.

Fonte original

Título: Natural products from food sources can alter the spread of AMR plasmids in Enterobacterales

Resumo: Antimicrobial resistance (AMR) poses a significant threat to global public health. Notably, resistance to carbapenem and extended-spectrum {beta}-lactam antibiotics in Gram-negative bacteria is a major impediment for the treatment of infections. Genes responsible for resistance to these antibiotics are frequently carried on plasmids, which can transfer between bacteria. Therefore, exploring strategies to prevent this transfer and/or the prevalence of AMR plasmids is timely and pertinent. Here, we show that certain natural product extracts and associated pure compounds can reduce the transmission of AMR plasmids into new bacterial hosts. Using our established high-throughput fluorescence-based screen we found that the natural products were more active in reducing transmission of the IncK plasmid pCT in Escherichia coli ST131, compared to Klebsiella pneumoniae Ecl8 carrying the IncFII plasmid pKpQIL. Furthermore, we found that the natural product rottlerin was more active in K. pneumoniae than in E. coli. Importantly, rottlerin was also associated with a reduced number of transconjugant bacteria in a clinical K. pneumoniae isolate harbouring a blaNDM-1 plasmid. Together, these results demonstrate the potential of natural products as promising anti-plasmid agents.

Autores: Michelle M. C. Buckner, I. Alav, P. Pordelkhaki, J. Rodriguez Navarro, O. Neo, C. Kessler, R. J. Awodipe, P. Cliffe, H. Marton, S. Gibbons

Última atualização: 2024-02-26 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.26.582065

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.26.582065.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.

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