A batalha entre antibióticos e bactérias está a aumentar com o surgimento de superbactérias que são resistentes aos nossos medicamentos mais poderosos, levantando grandes preocupações. interessantemente, E. coli e muitas outras bactérias adotam uma estratégia de sobrevivência fascinante quando atacadas por antibióticos: elas retardam suas divisões e se esticam em formas filamentosas mais longas. Essa tática não é apenas uma medida desesperada, mas uma maneira inteligente de se esconder do sistema imunológico do corpo e de se proteger com uma camada semelhante a um escudo. No meio desta corrida armamentista microbiana, surgiu uma descoberta inesperada. A introdução da anexina A4, uma proteína de mamíferos que se liga a certas gorduras de maneira dependente do cálcio, na E. coli restaurou surpreendentemente o processo normal de divisão da bactéria, mesmo sob pressão antibiótica. Este ajudante inesperado do mundo animal forneceu uma centelha de esperança, sugerindo uma nova forma de desarmar bactérias resistentes aos medicamentos, tornando-as novamente vulneráveis aos antibióticos e às defesas do nosso corpo.
Figura 1. Anexina A4 bovina produzida em E. coli restaura a divisão celular bloqueada por antibióticos. Esquerda: As bactérias cultivadas nos antibióticos ampicilina e cefalexina são incapazes de se dividir à medida que crescem, resultando em uma forma alongada que é difícil para os glóbulos brancos consumirem e destruírem. À direita: Quando a bactéria também produz anexina A4 bovina, as células podem se dividir novamente, criando bactérias menores que podem ser “fagocitadas” pelos glóbulos brancos e eliminadas. (Fotografado com microscopia óptica de campo escuro. O comprimento da barra de escala branca em cada painel é igual a 50 μm).
Uma pesquisa inovadora do professor Carl Creutz da Universidade da Virgínia revela uma nova maneira de combater a resistência aos antibióticos. Pesquisa publicada em Biochemical and Biophysical Reports mostra que a adição de anexina A4 bovina ao E. coli Pode neutralizar os efeitos negativos dos antibióticos beta-lactâmicos, marcando um grande avanço na luta contra cepas resistentes aos medicamentos.
O professor Creutz compartilhou uma visão desde o início do estudo: “Descobriu-se que a introdução de uma proteína de mamífero que se liga à gordura de maneira dependente de cálcio, a anexina A4 bovina, em E. coli neutraliza os efeitos de interrupção da divisão celular causados pelos antibióticos ampicilina, piperacilina e cefalexina”. Esta descoberta sugere uma nova estratégia potencial para tornar as bactérias paradas com antibióticos mais suscetíveis ao tratamento com antibióticos e ao sistema imunológico do corpo, fazendo com que as bactérias paradas com antibióticos se dividam normalmente.
Ao explorar os métodos utilizados no estudo, o professor Kreutz recorreu à microscopia óptica de campo escuro para rastrear o desenvolvimento de filamentos bacterianos em resposta à exposição a antibióticos. Como explica o professor Kreutz, esta técnica “melhora a visibilidade das bactérias contra um fundo escuro, tornando mais fácil ver as mudanças na forma das células bacterianas sem as complexidades frequentemente enfrentadas pelos métodos de observação tradicionais”. Isto permitiu aos investigadores observar os efeitos da anexina A4 nas células bacterianas em tempo real, mostrando claramente o seu papel na reversão da cessação da divisão causada pelos antibióticos. Além disso, o professor Creutz utilizou a microscopia eletrônica de transmissão para observar mais de perto a estrutura das células, confirmando em um nível mais sofisticado o que viram com a microscopia óptica. Juntos, estes métodos fornecem uma imagem completa do papel da anexina A4, ligando mudanças visíveis nas bactérias às ações moleculares mais profundas que ocorrem.
Além disso, o professor Creutz utilizou a microscopia eletrônica de transmissão para observar mais de perto a estrutura das células, confirmando em um nível mais sofisticado o que viram com a microscopia óptica. Juntos, estes métodos fornecem uma imagem completa do papel da anexina A4, ligando mudanças visíveis nas bactérias às ações moleculares mais profundas que ocorrem.
Figura 2: A microscopia eletrônica de E. coli incubada com antibióticos mostra o efeito detalhado do cálcio na capacidade da anexina de promover a divisão celular.. Painel superior esquerdo: Células bacterianas sem qualquer anexina A4. Uma mistura de células alongadas e normais pode ser vista. Painel superior direito: As células bacterianas produzem anexina A4 “normal” que possui 4 locais de ligação ao cálcio. Menos células alongadas são vistas porque a anexina faz com que algumas células se dividam. Painel inferior esquerdo: A anexina A4 produzida pelas células bacterianas possui apenas um local de ligação ao cálcio muito eficiente. A maioria das células fica mais curta devido à divisão celular. Painel inferior direito: As células bacterianas que produzem anexina A4 tiveram todos os locais de ligação ao cálcio removidos através de mutação. Mais células tornam-se alongadas e “gordas” porque a remoção de todos os locais de ligação ao cálcio reduz a capacidade da anexina de promover a divisão celular. (O comprimento da barra de escala preta é igual a 2,5 μm).
“Manter um olhar atento sobre a retomada da divisão celular é fundamental para entender como a anexina A4 afeta a divisão celular bacteriana sob estresse antibiótico”, observou o professor Creutz, enfatizando a importância dessas observações para sua descoberta. “Nossos resultados apontam para a importância da ligação do cálcio à anexina e sua ligação à membrana para a restauração da divisão celular”, disse o professor Creutz, detalhando ainda mais a base molecular de seus resultados.
Esta pesquisa é significativa e fornece uma nova maneira de criar tratamentos adicionais para melhorar a eficácia dos antibióticos existentes. A Universidade da Virgínia iniciou o processo de pedido de patente para o uso de anexina na terapia antimicrobiana, sugerindo que a descoberta tem potencial para aplicações práticas.
Como o desafio da resistência aos antibióticos continua a ser um problema de saúde global, a investigação do Professor Kreutz aumenta a esperança de tratamentos mais eficazes. Os esforços futuros terão como objectivo confirmar estes resultados em organismos vivos, conduzindo potencialmente a estratégias de tratamento inovadoras contra infecções bacterianas resistentes a medicamentos.
Referência do diário
Carl Creutz, “Anexina bovina A4 em E. coli Resgate da citocinese bloqueada por antibióticos beta-lactâmicos,” Biochemical and Biophysical Reports, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbrep.2023.101553.
Sobre o autor
em física pela Universidade de Stanford (1969), mestrado em física pela Universidade de Wisconsin (1970) e doutorado. Dr. Creutz recebeu seu PhD em biofísica pela Universidade Johns Hopkins em 1976 e depois atuou como pesquisador (1976-1979) e pesquisador sênior (1980-1981) no NIH em Bethesda, Maryland, conduzindo pesquisas básicas em biologia molecular e celular. Em 1981, foi contratado como professor assistente no Departamento de Farmacologia da Universidade da Virgínia. Ele foi promovido a professor associado em 1987 e professor em 1994. Em 2003, o Dr. Creutz foi selecionado como Professor de Ensino de Medicina em Farmacologia Harrison, cargo que ocupa simultaneamente como professor de farmacologia.
