Terapia à base de luz reduz resistência de bactéria a antibióticos

Estudo desenvolvido no Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica da USP de São Carlos mostra mudança no grau de sensibilidade bacteriana após cinco aplicações do tratamento conhecido como inativação fotodinâmica; trabalho focou em microrganismos que afetam o sistema respiratório

Luciana Constantino | Agência FAPESP – Como tem sido cada vez mais difícil desenvolver antibióticos capazes de debelar bactérias resistentes, especialmente as que atingem o aparelho respiratório, o caminho trilhado por um grupo de cientistas foi o de tentar enfraquecê-las para que as substâncias disponíveis para o tratamento tenham mais eficácia. E ele se mostrou promissor.

Pesquisa publicada na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) aponta que a inativação fotodinâmica (PDI, na sigla em inglês para photodynamic inactivation) apresentou característica inovadora ao modificar o grau de sensibilidade bacteriana aos antibióticos de acordo com as dosagens, reduzindo a resistência e a persistência dos microrganismos.

O grupo, liderado pelo físico e engenheiro de materiais Vanderlei Salvador Bagnato, trabalhou com Staphylococcus aureus – bactérias que podem causar desde infecções cutâneas até pneumonia – encontradas em material coletado de pacientes. Ficou demonstrado que o efeito da ação fotodinâmica “quebrou” a resistência dessas bactérias após a aplicação de cinco ciclos de PDI.

A fotodinâmica utiliza luz e um fotossensibilizador que, em contato com a luminosidade, ganha energia e inicia uma série de reações com o oxigênio no local, causando oxidação e destruindo o microrganismo ou diminuindo sua resistência aos antibióticos.

Os pesquisadores usaram a curcumina (com dosagem de 10 microgramas/ml) como fotossensibilizador e trabalharam com os antibióticos amoxicilina, eritromicina e gentamicina. Depois das cinco aplicações da inativação fotodinâmica, detectaram que a Staphylococcus aureus ficou mais suscetível aos efeitos da gentamicina, apesar de outros dois antibióticos também terem se mostrado eficazes no “ataque” ao microrganismo após as sessões.

“Descobrimos que fazendo o processo fotodinâmico às vezes não é possível matar a bactéria, mas conseguimos destruir parte dos mecanismos que ela utiliza para se tornar resistente. Daí veio a ideia de tentar um choque oxidativo para torná-las novamente suscetíveis aos antibióticos”, diz à Agência FAPESP o professor Bagnato, que coordena o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF).

Ligado ao Instituto de Física de São Carlos (IFSC) – uma das unidades da Universidade de São Paulo (USP) –, o CePOF é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP, que também financiou o estudo por meio de outros dois projetos (14/50857-8 e 19/12694-3). O trabalho tem como primeira autora a pesquisadora Jennifer Soares, que foi aluna de doutorado da professora Kate Cristina Blanco, que também assina o artigo, e de Bagnato.

Cenário

A Organização Mundial da Saúde (OMS) declarou a resistência antimicrobiana como uma das dez principais ameaças à saúde pública no mundo. Ela ocorre quando microrganismos (bactérias, fungos, vírus e parasitas) sofrem alterações ao serem expostos a antimicrobianos, como antibióticos e antivirais, por exemplo.

Recentemente, a lista de bactérias que mais ameaçam a saúde humana foi atualizada – a primeira versão havia sido lançada em 2017 pela OMS. O novo documento, divulgado em 17 de maio, contém 15 famílias de bactérias resistentes a antibióticos agrupadas em categorias de priorização crítica, alta e média. A lista serve de referência para o desenvolvimento de novos tratamentos.

Estima-se que cerca de 1,2 milhão de mortes são causadas por bactérias resistentes a cada ano e quase 5 milhões de óbitos estariam indiretamente associados a elas. O custo global do problema, de acordo com a OMS, pode chegar a US$ 100 trilhões até 2050.

Segundo relatório da própria organização, de cada cem pacientes internados em hospitais para cuidados intensivos, sete – em países de alta renda – e 15 – nos de baixa e média renda – contraem ao menos uma infecção associada a microrganismos resistentes. Em média, um a cada dez pacientes infectados morrerá por esse motivo.

Já a chance de novos antibióticos serem autorizados pela Food and Drug Administration (FDA) – agência norte-americana que faz o controle de alimentos, suplementos alimentares, medicamentos e outros materiais biológicos – para estudos clínicos em humanos é de seis em dez. Além disso, a probabilidade de os tratamentos aprovados serem uma nova classe de antibióticos é de apenas 25%, reduzindo assim a possibilidade de atacar a resistência bacteriana pelo fato de a maioria dos novos antimicrobianos derivar de classes já existentes.

Bagnato explica que vem trabalhando há alguns anos particularmente com foco em pneumonia resistente, um dos tipos que mais levam à morte em unidades de tratamento intensivo quando se trata de casos de infecção resistente a antibióticos. “Estamos perto de publicar outro artigo demonstrando uma técnica aplicada diretamente no pulmão. O paciente inala uma molécula indutora, fazemos a iluminação extracorpórea com infravermelho e reduzimos a resistência do microrganismo, combatendo a pneumonia, por exemplo”, antecipa o pesquisador.

Desde 2023, Bagnato está na Universidade Texas A&M (Estados Unidos), onde foi convidado a montar um laboratório de biofotônica no campus principal, localizado na cidade College Station, nos moldes do CePOF. Atualmente, ele está licenciado do IFSC, mas continua sua atuação nas pesquisas do Brasil (saiba mais em: revistapesquisa.fapesp.br/vanderlei-bagnato-nao-sou-fuga-de-cerebro/).

O artigo Recovering the susceptibility of antibiotic-resistant bacteria using photooxidative damage pode ser lido em: www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2311667120#sec-2.