Os físicos identificam o mecanismo simples usado pelas bactérias mortais para afastar fora antibióticos

Os físicos na universidade de McMaster têm identificado pela primeira vez um mecanismo simples usado pelas bactérias potencial mortais para afastar fora antibióticos, uma descoberta que fornecesse introspecções novas em como os germes se adaptam e se comportam a nível de detalhe nunca visto antes.

Os resultados, publicados hoje na biologia das comunicações da natureza do jornal, podiam ter implicações na batalha global contra a resistência antibiótica, permitindo o projecto de melhores, drogas mais eficazes lutar a infecção.

“Há muitos, muitas bactérias lá fora, e tão muitos antibióticos, mas propor um modelo básico que se aplique a muita deles, nós podemos ter muito melhor uma compreensão em como abordar e para prever melhor a resistência,” diz Maikel Rheinstädter, um professor no departamento de física e de astronomia em McMaster e em autor principal do estudo.

Pesquisadores examinados como as membranas das bactérias interagiram com o polymyxin antibiótico B (PmB), que é de uso geral tratar infecções de aparelho urinário, meningite, sangue e infecções de olho.

Concentraram-se em PmB porque se considerou uma vez a droga a mais forte de seu tipo, uma última linha de defesa para médicos quando nada trabalhou mais. Esse estado à prova de falhas entrou a pergunta em 2016, quando os cientistas chineses descobriram um gene que permitisse que as bactérias se tornassem resistentes mesmo aos polymyxins.

“Nós quisemos encontrar como este as bactérias, especificamente, parava esta droga neste caso particular,” diz Adree Khondker, um aluno de licenciatura das ciências da saúde e primeiro autor no estudo. “Se nós podemos compreender aquele, nós podemos projectar melhores antibióticos.”

Empregando as técnicas usadas tipicamente por físicos para a pesquisa dos materiais, o equipamento altamente especializado usado equipe para espreitar profundamente na membrana bacteriana, capturando imagens com uma multa da definição assim podiam ver moléculas individuais aproximadamente no 1/1,000,000th a largura de uma costa do cabelo humano.

“Se você toma a pilha bacteriana e adiciona esta droga, os furos formarão na parede, actuando como um furo-perfurador, e matando a pilha. Mas havia muito debate em como estes furos foram formados no primeiro lugar.” explica Khondker.

Quando estes antibióticos estão trabalhando correctamente, os pesquisadores sabem que as leis de base da física se aplicam: porque a droga é positivamente - cobrado é atraída ao negativamente - bactérias cobradas. Ao mesmo tempo, a membrana bacteriana está empregando uma força repulsivo enquanto tenta repelir a droga.

Com a imagem lactente e as simulações, os pesquisadores localizaram que parte do antibiótico entra na membrana, onde entra e como profundamente penetra. Simularam estes processos em calendários do microssegundo com os computadores do jogo da parte alta em seu laboratório.

Determinaram que quando uma bactéria se tornou resistente, sua membrana são mais rígidos e a carga é mais fraca, fazendo a muito menos atractiva à droga e mais dura penetrar. “Para a droga, é como atravessar de cortar Jello ao corte a rocha.” Khondker diz.

“Houve muita especulação sobre este mecanismo,” diz Rheinstädter. “Mas pela primeira vez nós podemos provar que a membrana é mais rígida e o processo está retardado.”

A Organização Mundial de Saúde (WHO) considera a introdução da resistência anti-bacteriana uma ameaça global superior à saúde pública, ameaçando nossa capacidade para tratar doenças infecciosas comuns, tendo por resultado a doença, a inabilidade e a morte prolongadas. Uns 70.000 povos calculado mundiais morrem cada ano das tensões resistentes aos medicamentos de infecções bacterianas, HIV/AIDS, tuberculose e malária.

Os peritos têm advertido aquele em 2050, o número de mortes anual subirão a 10 milhões mundiais.