Molécula pequena pode impedir o crescimento de biofilmes infecciosos em implantes médicos
A medicina moderna depende imensamente da capacidade de conectar e implantar dispositivos no corpo humano e no tratamento de uma ampla variedade de doenças e condições. No entanto, um grande problema com seu uso é o fato de oferecerem bens imóveis primordiais para a colonização de bactérias em “biofilmes” resilientes e difíceis de tratar, que resultam em infecções crônicas e aumento dos custos de tratamento. Agora, um novo estudo oferece uma possível solução na forma de uma molécula pequena que bloqueia a capacidade de uma bactéria infecciosa particularmente teimosa e comum de formar biofilmes.
Os pesquisadores – incluindo microbiologistas do Trinity College Dublin, na Irlanda – relatam suas descobertas na revista PNAS.
As bactérias geralmente existem em dois estados: como células individuais (estado planctônico) ou como colônias organizadas que grudam nas superfícies e são mantidas juntas por uma matriz extracelular viscosa, feita de moléculas que excretam.
Como biofilmes, as bactérias podem aderir a qualquer superfície natural ou artificial. Por exemplo, eles podem ser encontrados em superfícies submersas em água não estéril e causam enormes problemas para a manutenção de cascos de navios, oleodutos e suprimentos de água potável. Eles também são um grande problema para a indústria de alimentos.
Mesmo que uma superfície estéril seja submersa – seja em água do mar ou em água doce -, quase imediatamente começa a ser coberta com um biofilme bacteriano. De fato, um dos primeiros estudos completos de biofilmes foi realizado em um riacho alpino.
Os biofilmes bacterianos podem se desenvolver em muitas superfícies do corpo, como em feridas crônicas, na pele, no intestino e na placa dentária. Acredita-se também que eles contribuam para a pneumonia em pacientes com fibrose cística.
Os biofilmes também podem se desenvolver nas superfícies dos dispositivos inseridos ou implantados no corpo, como marca-passos, válvulas cardíacas, cateteres, implantes mamários, articulações artificiais e até lentes de contato.
Infecções causadas por biofilmes são mais difíceis de tratar do que infecções causadas por células planctônicas; eles são fortemente resistentes a antibióticos e ataques imunológicos, e sua ocorrência em superfícies biomédicas é considerada uma das principais causas de morte no mundo.
Consequentemente, há uma necessidade urgente de novos métodos para combater infecções por biofilme na medicina.
O novo estudo diz respeito à bactéria Staphylococcus aureus, que mostra uma capacidade notável de formar biofilmes difíceis de erradicar – um grande fator para ajudar as infecções por MRSA a se espalhar no corpo e resistir ao tratamento.
Os pesquisadores se concentraram nas interações de ligação que ocorrem entre certas proteínas nas superfícies das células bacterianas, à medida que se agregam durante a formação do biofilme.
Em seu artigo, eles observam que há evidências crescentes de que essas interações contribuem para a formação de biofilme, mas os mecanismos subjacentes não são claros.
Eles descobriram que uma proteína de superfície em particular desempenhava um papel duplo. A proteína é chamada SdrC e promove a adesão entre células bacterianas, bem como a fixação de células nas superfícies.
Investigações posteriores revelaram que uma molécula pequena (“derivada da β-neurexina”) pode bloquear as interações de SdrC entre as células, impedindo efetivamente o reconhecimento de outras células bacterianas. Também pode bloquear as interações entre células e superfícies bacterianas para impedir a formação de biofilme.
A equipe acredita que as descobertas podem levar a novas terapias que evitam a formação de biofilmes em implantes e dispositivos médicos, além de ajudar na recuperação de pacientes após a cirurgia.
“Este avanço emocionante informará o design de novas abordagens direcionadas para evitar a formação de biofilme por estafilococos e reduzir a incidência de infecção relacionada a dispositivos médicos. ”
Co-autor Dr. Joan A. Geoghegan, Trinity College Dublin
Aprenda como implantes médicos revestidos com ‘superfícies escorregadias’ repelem biofilmes infecciosos.
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