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Vencedora do Nobel de Química chama atenção para os riscos da resistência bacteriana a antibióticos

Publicado em 29 junho 2020

Por Karina Toledo | Agência FAPESP

Neste momento em que as atenções da ciência se voltam ao combate do vírus responsável pela maior crise sanitária dos últimos 100 anos, a vencedora do Nobel de Química Ada Yonath chama a atenção da sociedade para outro problema que considera um dos mais graves da medicina moderna: a resistência bacteriana a antibióticos.

Segundo a cientista israelense, caso nada seja feito para mudar o rumo da medicina, devemos em breve regredir à era pré-antibióticos, quando doenças causadas por parasitas e infecções como pneumonia eram quase impossíveis de serem tratadas e frequentemente resultavam em mortes.

“Estamos prestes a entrar no que a Organização Mundial de Saúde chama de era pós-antibióticos. O Banco Mundial estima que mais de 3,8% da economia global será perdida até 2050 em decorrência da resistência microbiana”, afirmou a pesquisadora durante o seminário on-line From Basic Science to Modern Medicine , realizado no dia 25 de junho pela Academia de Ciências do Estado de São Paulo (Aciesp).

Nascida em Jerusalém, em 1939, Yonath concluiu seu doutorado em cristalografia de raios X em 1968 no Instituto Weizmann de Ciências, onde atualmente dirige o Centro Milton A. Kimmelman de Estrutura Biomolecular. Em 2009, recebeu o Prêmio Nobel de Química ao lado dos cientistas Venkatraman Ramakrishnan e Thomas Steitz pelo mapeamento da estrutura do ribossomo, a organela conhecida como a “fábrica de proteínas” da célula.

Foi a primeira mulher do Oriente Médio a ser laureada com o Nobel em ciências, a quarta a ganhar o Nobel de Química e a primeira a receber este prêmio desde 1964. Também recebeu o Prêmio L’Oréal-Unesco para Mulheres na Ciência e muitas outras premiações, mas o título que considera mais importante é o de “Vovó do Ano”.

Ao longo de sua apresentação on-line, Yonath enfatizou que somente o investimento em ciência básica é capaz de gerar o conhecimento necessário para desenvolver aplicações disruptivas – entre elas fármacos com mecanismo de ação realmente inovador.

“Mirar diretamente uma aplicação às vezes funciona, às vezes não. Mas mesmo quando funciona é de forma muito limitada”, sentenciou a pesquisadora logo antes de narrar como suas descobertas sobre a estrutura dos ribossomos ajudaram a aperfeiçoar os antibióticos atualmente disponíveis.

“Proteínas são responsáveis por praticamente todas as funções celulares: estrutural, enzimática, hormonal, transporte e sinalização. A síntese proteica é algo tão importante para as células que mais de 40% dos antibióticos usados na clínica buscam paralisar o ribossomo bacteriano. Uma célula de bactéria pode conter mais de 100 mil ribossomos, enquanto na de mamífero o número está na casa dos milhões”, contou.

Segundo a pesquisadora, a fábrica de proteínas das células é dividida em dois andares. No piso superior chega o RNA mensageiro expresso pelo gene e onde é feita a decodificação. No andar debaixo, chegam os caminhões – os ácidos nucleicos transportadores (tRNA) – trazendo os blocos de construção da proteína, os aminoácidos.

“No piso inferior ocorre o processo de ligação entre os peptídeos e a proteína recém-formada é liberada. Isso era o que se sabia quando comecei minha pesquisa, mas não se sabia como o processo de síntese proteica ocorre em detalhes. Era o que eu tinha interesse em descobrir”, disse.

Como na natureza estrutura e função estão intrinsecamente relacionadas, para entender o funcionamento do ribossomo Yonath decidiu decifrar a estrutura tridimensional da organela por meio de uma técnica conhecida como cristalografia por difração de raios X. A estratégia era transformar ribossomos bacterianos em pequenos cristais e observar como difratam a luz emitida sobre eles. Contudo, na época se acreditava ser impossível cristalizar ribossomos por serem estruturas muito flexíveis, heterogêneas e quimicamente complexas, que se deterioram rapidamente.

Yonath e colegas tiveram a ideia de testar o método com ribossomos de bactérias que viviam em condições extremas, como as águas salobras do Mar Morto (Israel) ou o frio congelante do Monte Everest (Nepal). A cientista acreditava que esses microrganismos teriam desenvolvido mecanismos para manter seus ribossomos funcionais mesmo em situações estressantes.

Embora a solução tenha possibilitado a inédita obtenção dos cristais, ainda havia outro obstáculo a ser superado. Mesmo o ribossomo de bactérias acostumadas a situações extremas não resistia à radiação e se deteriorava rapidamente durante o experimento. Yonath então propôs que o dano à organela poderia ser retardado se a temperatura ambiente fosse reduzida a -195o C, o que diminuiria a movimentação dos átomos. E assim surgiu o método hoje conhecido como criobiocristalografia.

“Ninguém na época acreditou que daria certo, nem mesmo eu acreditava muito. Eles riram, mas funcionou”, contou.

E assim foi possível obter as primeiras imagens em alta resolução da estrutura tridimensional das duas subunidades do ribossomo bacteriano, trabalho que foi publicado entre os anos de 2000 e 2001. Posteriormente, o grupo israelense mostrou que bactérias benéficas e patogênicas apresentam ribossomos muito semelhantes e identificou os chamados “locais funcionais” da organela, tanto aqueles já atacados pelos antibióticos existentes para impedir a síntese proteica como outros que poderiam ser alvos para novos fármacos menos tóxicos e mais eficientes.

Embora a pesquisa básica conduzida por Yonath e por diversos outros pesquisadores tenha gerado conhecimentos úteis para o desenvolvimento de antibióticos inovadores – e capazes de poupar a microbiota benéfica do corpo humano, matando somente bactérias patogênicas –, pouco avanço foi alcançado pelas grandes farmacêuticas desde os anos 1980.

Se por um lado a resistência bacteriana cresce de forma sustentada ano após ano, afirma Yonath, tem diminuído o número de novos antibióticos aprovados e a maioria dos lançamentos recentes corresponde a pequenas modificações químicas em compostos já conhecidos. “Buscar algo realmente diferente e novo dificilmente é feito no mundo hoje em dia”, lamentou.

“Este é um problema global e vou lhes dar alguns números. Nos Estados Unidos, 2 milhões de pessoas morrem por ano de doenças infecciosas. Na Europa, entre 2002 e 2014, a resistência bacteriana causou 33 mil mortes anuais em média e um custo de €1,6 bilhão com atendimento médico somado à perda de produtividade. No mesmo período, dobrou o consumo de antibióticos específicos. Esses números são realmente assustadores para mim”, disse.

Para Yonath, bactérias são seres inteligentes e com grande desejo de viver. Por esse motivo, a pesquisadora considera impossível parar totalmente o problema da resistência a antibióticos. “Mas podemos minimizar esse problema. E é isso que tenho tentado fazer com meu trabalho ao longo dos anos”, afirmou.

O seminário apresentado por Yonath foi o primeiro de uma série lançada pela Aciesp, como explicou na abertura a presidente da entidade Vanderlan Bolzani, professora do Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (IQ-Unesp), membro do Conselho Superior da FAPESP e da coordenação do Programa BIOTA-FAPESP.

“Nosso sonho é promover em São Paulo, a cada dois anos, uma escola avançada de ciência para dar oportunidade para jovens pesquisadores de toda a América Latina de interagir com vencedores do Nobel. Uma iniciativa inspirada na Lidau Nobel Laureate Meeting”, contou Bolzani.

Também participaram do evento o vice-presidente da Aciesp, Paulo Artaxo, professor do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IF-USP) e membro da coordenação do Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais, e o diretor executivo da Aciesp, Adriano Andricopulo, professor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, membro do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Biodiversidade e Produtos Naturais (INCT-BioNat) e coordenador de transferência de tecnologia do Centro de Pesquisa e Inovação em Biodiversidade e Fármacos (CIBFar), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado no IFSC-USP.

Com informações de Agência Fapesp, texto de Karina Toledo.