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Estudo apoiado pela Fapesp pode impulsionar desenvolvimento de antibióticos menos tóxicos (18 notícias)

Publicado em 27 de outubro de 2024

Pesquisadores do Laboratório de Biologia Estrutural Aplicada da Universidade de São Paulo (ICB-USP) deram um passo crucial rumo à produção de formas mais seguras do antibiótico gentamicina, amplamente utilizado para tratar infecções bacterianas. A equipe, que integra o Centro de Pesquisa em Biologia de Bactérias e Bacteriófagos ( CEPID B3 ), explorou a formação dos componentes que constituem o medicamento, descobrindo padrões inéditos que podem ser aproveitados para criar versões menos tóxicas da gentamicina. Resultados da pesquisa foram publicados na revista ACS Chemical Biology.

Embora a gentamicina seja bastante eficaz como pomada para infecções de pele, seu uso em outros tratamentos ainda é limitado devido à toxicidade potencial, principalmente para os rins e ouvidos. Produzida pela bactéria Micromonospora purpurea , a gentamicina é composta por cinco moléculas, cada uma com diferentes níveis de atividade antibiótica e toxicidade. O professor Márcio Dias, líder do estudo e do Laboratório de Biologia Estrutural Aplicada, explica que a separação e compreensão dessas moléculas são fundamentais para aprimorar o medicamento.

A pesquisa focou em um passo-chave na produção de dois desses cinco componentes, que possuem estruturas muito semelhantes, mas se diferenciam apenas por um rearranjo atômico. “Esse processo é catalisado pela enzima GenB2, que transforma a gentamicina C2 em C2a”, explica Dias. “Sem essa enzima, a gentamicina C2a não seria formada e a droga teria apenas quatro componentes.” Ele acrescenta que mesmo pequenas variações nesse processo podem impactar tanto a eficácia quanto a toxicidade do antibiótico.

Ao investigar a estrutura e o funcionamento da GenB2, os pesquisadores descobriram que a enzima opera de maneira única. “Ela usa a vitamina B6 para catalisar suas reações”, explica Dias. “Embora outras epimerases também utilizem essa vitamina, a GenB2 tem uma estrutura tridimensional distinta e um comportamento exclusivo, usando um aminoácido raro, a cisteína, que não é conservado em outras enzimas dessa classe.”

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Segundo os autores, os achados abrem novos caminhos para o desenvolvimento de versões mais seguras e seletivas da gentamicina.

“Podemos manipular o processo de produção para obter formas extremamente puras dessas moléculas, potencialmente reduzindo sua toxicidade”, afirma Dias.

No futuro, ele prevê a possibilidade de ajustar a atuação da GenB2 para produzir apenas a gentamicina C2 ou C2a, o que seria um avanço significativo no tratamento de infecções bacterianas com menos efeitos adversos.

Além de financiamento concedido por meio do programa Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs), a investigação também foi apoiada pela Bolsa de Doutorado Direto concedida a Priscila dos Santos Bury, orientanda de Dias.