A atuação dos antimicrobianos sobre diferentes microrganismos

Dos compostos antimicrobianos, os antibióticos são os mais conhecidos – apesar de não serem os únicos. Porém, como já falamos em outro artigo, a recente preocupação com a resistência de microrganismos aos antibióticos está gerando uma necessidade de pensar fora da caixa quando o assunto é saúde. Como isso está acontecendo e o que podemos fazer para solucionar esse problema?

Bactéria ampliada

A primeira linha de defesa

Compostos antimicrobianos são produtos químicos projetados para ter toxicidade seletiva contra microrganismos. Significa que são capazes de afetar células microbianas, mas não células animais, como as do ser humano, ou vegetais.

Isso pode se dar pelo ataque de agentes químicos a estruturas específicas nas células de patógenos de interesse (como os grupamentos sulfidril na parede celular), disrupção de uma área de expressão genética imprescindível para o seu ciclo de vida (como a duplicação do DNA), entre outras. Assim, é um pouco óbvio concluir que quanto mais potente a forma de uma bactéria proteger sua estrutura no meio dessa guerra, maior resistência aos ataques antimicrobianos ela terá – e consequentemente, maior sua chance de sobrevivência.

Quando falamos da proteção das bactérias aos agentes externos, tratamos de seres unicelulares com diferentes características em sua parede celular. É a parede celular que dá forma a bactéria e proporciona a primeira barreira para a proteção do seu material intracelular, devido sua estrutura rígida. Os compostos em maior abundância na parede celular são os peptideoglicanos, e diferenças na rede de peptideoglicanos podem caracterizar as bactérias como mais ou menos resisentes a agentes externos.

A coloração de Gram é uma técnica desenvolvida no século XIX por Hans Christian Gram que permite diferenciar bactérias com parede celular mais espessa (gram positivas) e menos espessas (gram negativas) em peptideoglicanos. Essa variação se soma à presença de uma dupla ou mono-camada de fosfolipídeos, conferindo maior ou menor resistência da parede celular bacteriana aos agentes externos.

Mas o bloqueio físico é apenas uma das formas das bactérias se protegerem contra o ataque de agentes antimicrobianos.

Uma resistência adquirida pelos microrganismos

Como apresentado anteriormente, agentes antibacterianos podem ser projetados para atingir diferentes estruturas na constituição celular das bactérias, propiciando assim um controle bem direcionado de patógenos. A versatilidade desses seres microscópicos, porém, lhes permitiu uma vasta gama de mecanismos para lutar contra a extinção. Abaixo alguns exemplos desses mecanismos:

- Modificações químicas de compostos antimicrobianos, através da interação com o meio extracelular. Dependendo da severidade de alterações do microambiente, como mudança de pH ou secreção de agentes oxidantes, pode ocorrer a própria destruição das moléculas ou partículas antimicrobianas.

- Redução da permeabilidade celular ao agente antibiótico, seja por modificações estruturais na célula ou através de bombas de efluxo. Apesar de um custo energético muitas vezes bem dispendioso à célula, esse último é um mecanismo que impede a entrada de agentes antimicrobianos na célula em adição à barreira física. Bombas de efluxo existem para os mais variados compostos, desde moléculas orgânicas complexas até íons.

Como funciona a resistência de bactérias

Entender os mecanismos pelos quais as bactérias conseguem resistir às ameaças é central para projetar compostos antimicrobianos que atuem no seu controle. Saber que através de trocas genéticas entre bactérias essas resistências podem ser passadas adiante, nos ajuda a compreender os bilhões de anos de sobrevivência desses seres em ambientes nocivos (dê uma olhada nesse vídeo em que pesquisadores de Harvard demonstram esse efeito de forma visual e acelerada)!

Há uma tendência nas pesquisas da literatura por demonstrar que agentes antimicrobianos, e em especial os antibacterianos, funcionam melhor e evitam a aquisição de resistência quando atuam em múltiplas frentes de controle. “Microrganismos simplesmente não podem encontrar uma forma de contornar mais de três mecanismos de ação independentes simultaneamente”, é o que diz o professor Dale Boger, em sua entrevista para a Science. “Mesmo que eles encontrassem uma solução para um deles, ainda seriam eliminados pelos outros dois!".

A TNS trabalha com agentes antimicrobianos destinados a fungos e bactérias que atuam em múltiplas frentes de controle, da ruptura da parede celular à supressão da codificação genética e respiração celular. Além disso, a alta área superficial dos nanomateriais empregados, como no caso das nanopartículas de prata, torna esses aditivos economicamente atrativos e de alta versatilidade. Entre em contato para saber mais, nossos consultores estão prontos para atendê-lo!

Conteúdo redigido por Vendelino Oenning Neto. Revisado por João Carlos Carrion.