Os antibióticos são tratamentos padrão para combater infecções bacterianas perigosas. No entanto, o número de bactérias que desenvolvem resistência aos antibióticos está aumentando. Pesquisadores da Texas A&M University e da Universidade de São Paulo estão superando essa resistência com a luz.
Os pesquisadores adaptaram a terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT) – uma reação química desencadeada pela luz visível – para uso em cepas de bactérias resistentes a antibióticos. Os resultados mostraram que o tratamento enfraqueceu as bactérias a ponto de baixas doses dos antibióticos atuais poderem eliminá-las efetivamente.
“Usar aPDT em combinação com antibióticos cria uma sinergia de interação trabalhando em conjunto para uma solução”, disse Vladislav Yakovlev, professor universitário do Departamento de Engenharia Biomédica do Texas A&M e codiretor do projeto. “É um passo na direção certa contra bactérias resistentes.”
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
A luz ultravioleta foi usada pela primeira vez para esterilizar bactérias há mais de 100 anos. O tratamento foi baseado no trabalho de Niels Finsen, que ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia em 1903 por usar a luz solar filtrada – a frequência mais alta ou o espectro ultravioleta – como cura para a tuberculose da pele. Os avanços da fototerapia perderam popularidade algumas décadas depois, quando os antibióticos se tornaram a arma de escolha contra as bactérias.
As bactérias resistentes aos antibióticos apareceram logo após o uso dos antibióticos pela primeira vez. Se o tratamento com antibióticos parar antes que as bactérias sejam totalmente mortas, as bactérias restantes desenvolvem uma resistência ou imunidade ao antibiótico. Essa imunidade é transferida para cada nova célula bacteriana, portanto, antibióticos mais potentes ou novos métodos de tratamento são necessários para superar a crescente resistência.
“A terapia fotodinâmica foi uma ferramenta esquecida”, disse Yakovlev. “No entanto, as bactérias não podem superá-lo. Não há resistência.”
Algumas terapias de células cancerosas humanas já usam aPDT para prevenir o crescimento de células anormais, mas o tratamento de bactérias resistentes ainda é uma abordagem nova.
Os pesquisadores começaram seu trabalho escolhendo as bactérias e as três partes principais da aPDT necessárias para combatê-la: oxigênio molecular, luz e um fotossensibilizador – algo que cria uma reação entre oxigênio e luz. Um corante já aprovado pela FDA chamado azul de metileno serviu como fotossensibilizador. As fontes de luz foram painéis especialmente construídos de 25 LEDs em cones refletivos construídos pelo Laboratório de Suporte Técnico do Instituto de Física de São Carlos. Staphylococcus aureus resistente à meticilina serviu como a bactéria, e os pesquisadores cultivaram culturas com o corante azul para garantir que o fotossensibilizador sozinho não afetasse as bactérias.
A maior parte do trabalho de laboratório ocorreu no Texas A&M Health Science Center sob Paul de Figueiredo, professor do Departamento de Patogênese Microbiana e Imunologia da Faculdade de Medicina.
No início, a equipe usou o aPDT sozinho em várias intensidades de luz, durações e em uma série específica de tratamentos de acompanhamento para registrar a resposta da bactéria. A ideia era encontrar a menor dose e a menor série que pudesse enfraquecer as membranas bacterianas e outros mecanismos de resistência. As recuperações e reproduções de células revelaram quantas gerações foram necessárias antes que a resistência aos antibióticos retornasse. Em seguida, os pesquisadores adicionaram níveis medidos e combinações de antibióticos em diferentes intervalos de tempo após os tratamentos com aPDT para observar as respostas das bactérias enfraquecidas.
“O uso de antibióticos com aPDT é uma ideia única”, disse Yakovlev. “Podemos usar doses mais baixas de ambos para atingir nosso objetivo, em contraste com o uso de um ou outro em doses mais altas que podem ter efeitos colaterais”.
O objetivo é encurtar o tempo de tratamento e reduzir a dosagem para os níveis mais baixos necessários.
Reduzir o atendimento médico a uma consulta médica é especialmente importante para Vanderlei Bagnato, professor do Departamento de Física e Ciência dos Materiais de São Paulo e codiretor do projeto. Ele está tentando melhorar as chances de recuperação para populações em áreas remotas do Brasil, onde os pacientes podem consultar um médico apenas uma vez por doença, sem qualquer chance de acompanhamento.
O Departamento de Defesa dos EUA está acompanhando o projeto de perto porque as infecções de feridas no campo de batalha também ocorrem em locais remotos e devem ser tratadas rapidamente.
Até agora, os resultados são positivos. As bactérias resistentes, enfraquecidas pelos tratamentos com aPDT, foram mortas com doses muito mais baixas dos antibióticos atuais. Como benefício, essas terapias reduziram a necessidade de combater bactérias resistentes com antibióticos mais potentes e caros que levam anos para serem produzidos. O trabalho futuro para o projeto envolverá mais investigações de tempo e dosagem e testes em outras cepas de bactérias resistentes para verificar se a eficácia é universal.
“Imagine as aplicações da vida real”, disse Yakovlev. “Você visita um médico, que usa uma pomada e ilumina a área infectada, e pronto. Seria um tratamento rápido e inofensivo, conforme necessário.”
Publicado em 10/10/2022 00h46
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