A classe nova de polímeros antimicrobiais pode matar cinco bactérias multidrug-resistentes de difícil tratamento

Uma equipa de investigação internacional conduzida pelo instituto da tecnologia biológica e da nanotecnologia (IBN) da agência para a ciência, a tecnologia e a pesquisa (A*STAR) e a pesquisa do IBM desenvolveu uma molécula sintética que pudesse matar cinco tipos mortais de bactérias multidrug-resistentes com limitado, eventualmente, efeitos secundários. Seu material novo podia ser desenvolvido em uma droga antimicrobial para tratar pacientes com as infecções resistentes aos antibióticos. Isto que encontra foi relatado nas comunicações da natureza do jornal científico.

Um diagrama do mecanismo da matança da quatro-etapa do polímero contra superbugs resistentes aos medicamentos: (1) ligação positivamente - do polímero cobrado à superfície da pilha das bactérias, (2) neutralizando as cargas positivas do polímero para entrar na membrana de pilha bacteriana, (3) penetrando no cyotoplasm bacteriano, um líquido que encha a pilha, e (4) precipitando as substâncias citoplasmáticas para matar a bactéria.

Os Superbugs que são resistentes aos antibióticos são uma ameaça séria da saúde. De acordo com a revisão BRITÂNICA na resistência antimicrobial, matança dos superbugs em torno de 700.000 povos no mundo inteiro todos os anos. Em 2050, 10 milhões de pessoas poderiam morrer todos os anos se os antibióticos existentes continuam a perder sua eficácia.

“Há uma necessidade global urgente para os antimicrobianos novos que são eficazes contra superbugs. A situação tornou-se mais aguda porque as bactérias estão começando desenvolver a resistência à último-linha antibióticos, que são dadas somente aos pacientes contaminados com as bactérias resistentes aos antibióticos disponíveis,” disse o professor Jackie Y. Ying, director executivo de IBN.

A comunidade de pesquisa está tentando desenvolver alternativas aos antibióticos usando polímeros sintéticos. Contudo, os polímeros antimicrobiais desenvolvidos até agora são demasiado tóxicos para o uso clínico, nao biodegradável ou podem somente visar um tipo de bactérias.

Para endereçar este problema, o Dr. Yi Yan Yang de IBN reuniu uma equipa de investigação multidisciplinar dos E.U., da China e do Singapura para desenvolver uma classe nova de polímeros antimicrobiais chamados policarbonato guanidinium-functionalized com um mecanismo original da matança que pudesse visar uma escala larga das bactérias multidrug-resistentes. É biodegradável e não-tóxico às pilhas humanas.

O polímero mata as bactérias da seguinte forma. Primeiramente, o polímero liga especificamente à pilha bacteriana. Então, o polímero é transportado através da membrana de pilha bacteriana no citoplasma, onde causa a precipitação dos índices de pilha (proteínas e genes), tendo por resultado a morte celular.

A equipe testou os polímeros nos ratos contaminados com as cinco bactérias multidrug-resistentes de difícil tratamento: Baumannii da ácinobactéria, pneumoniae de Escherichia Coli, de Klebsiella, aureu meticilina-resistente do estafilococo e pseudomonas - aeruginosa. Estes superbugs geralmente são adquiridos por pacientes nos hospitais e podem causar as infecções sistemáticas que conduzem a choque séptico e à falha múltipla do órgão. Os resultados mostraram que as bactérias estiveram removidas eficazmente dos ratos e nenhuma toxicidade estêve observada.

Os pesquisadores promovem então testaram a eficácia dos polímeros em ratos com dois tipos de infecções sistemáticas causadas por superbugs: peritonite (uma infecção do forro interno do estômago) e infecções do pulmão dos pseudomonas - aeruginosa. Os polímeros eliminaram as infecções bacterianas em ambos os grupos de ratos com toxicidade insignificante.

O Dr. Yi Yan Yang, líder do grupo em IBN disse:

Nós demonstramos o primeiro exemplo de uma macromolécula sintética biodegradável com actividade antimicrobial do largo-espectro nos ratos, no mecanismo original da matança e na nenhuma toxicidade. Uma vez que o polímero termina seu trabalho de matar as bactérias, estará degradado naturalmente após três dias e não permanecerá no corpo. Este agente antimicrobial mostra a grande promessa para o tratamento e a prevenção de infecções sistemáticas multidrug-resistentes.

“Este estudo ilustra o potencial para este campo que novo da pesquisa nós denotamos como terapêuticas macromoleculares do ` para criar classes inteiramente novas de tratamentos para doenças múltiplas,” disse o Dr. James Hedrick, distinto membro de pessoal de investigação, pesquisa do IBM - Almaden, San Jose, Califórnia. “Em 2016, nós demonstramos a eficácia de polímeros sintéticos para combater doenças virais mortais. A pesquisa actual para tratar infecções bacterianas arredonda para fora nossa capacidade para tratar um dia um espectro das doenças infecciosas com um único, novo tipo de mecanismo sem o início da resistência.”

Para determinar se as bactérias desenvolverão alguma resistência ao polímero, a equipe colaborou com o Dr. Paola Florez de Sessão no instituto do genoma de A*STAR de Singapura e na pilha que projetam o grupo de Dr. Simone Bianco na pesquisa do IBM - Almaden para executar a análise genomic. Encontraram que as bactérias não mostraram nenhuma revelação da resistência mesmo depois tratamentos múltiplos com o polímero.

Source: http://www.ibn.a-star.edu.sg/pdf/media_release/press_133.pdf