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Vírus que atacam bactérias podem reduzir contaminação de tubos usados em ventilação mecânica

Publicado em 20 maio 2021

Agência FAPESP – Um grupo de pesquisadores apoiado pela FAPESP isolou cinco novos vírus que atacam exclusivamente bactérias e obteve sucesso ao utilizá-los na redução da contaminação bacteriana em tubos endotraqueais usados na intubação de pacientes. A técnica foi eficiente para combater bactérias resistentes a antibióticos presentes nesse equipamento, que permite o fornecimento de oxigênio a pacientes durante cirurgias ou em complicações respiratórias graves, como as causadas pela COVID-19. Nessas condições, contaminações microbianas podem levar a infecções persistentes e mesmo fatais.

Os pesquisadores do campus de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (USP) pretendem agora isolar as principais proteínas usadas pelos vírus para atacar as bactérias e avaliar sua eficácia no revestimento de superfícies de produtos para saúde, como os tubos endotraqueais. O estudo teve ainda participação de pesquisadores da Universidade do Minho, em Portugal, e da Universidade de Innsbruck, na Áustria.

“Os bacteriófagos, como são chamados esses vírus, reconhecem e ligam-se a receptores presentes nas membranas bacterianas para introduzirem nelas seu material genético. Esses vírus utilizam a maquinaria de biossíntese das bactérias para se replicarem. Depois disso, as membranas e paredes celulares bacterianas se rompem, liberando os vírus para o meio extracelular. Esse processo pode acontecer tanto em bactérias suscetíveis quanto resistentes a antibióticos. Por isso, os bacteriófagos são uma alternativa promissora para o controle desses microrganismos”, explica Viviane de Cássia Oliveira , que realizou o trabalho como parte de seu doutorado na Escola de Enfermagem de Ribeirão Preto da USP (EERP-USP).

O trabalho integra o projeto “ Bacteriófagos com potencial aplicabilidade em tubos endotraqueais: atividades antibacteriana e antibiofilme ”, apoiado pela FAPESP e coordenado por Evandro Watanabe , professor da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto da USP (FORP-USP).

O uso terapêutico de bacteriófagos em alguns países da Europa, como a Polônia, é de longa tradição, a exemplo do centro Phage Therapy Unit, que desenvolve pesquisas e diferentes formas de uso da chamada fagoterapia. Outros estudos têm revelado aplicações biotecnológicas inovadoras para os bacteriófagos, como veículos de administração de fármacos, no tratamento de doenças como Alzheimer, Parkinson e câncer.

O potencial uso dos vírus no tratamento de infecções se dá em grande parte porque os bacteriófagos infectam exclusivamente bactérias e por isso não são capazes de causar infecção em células humanas, uma vez que não reconhecem receptores presentes nas nossas membranas celulares. Por sua vez, podem infectar todos os gêneros bacterianos, incluindo cianobactérias, arqueobactérias e micoplasmas.

“Em nossos estudos, os vírus foram capazes de reduzir em dez vezes agregados bacterianos ou biofilmes na superfície dos tubos endotraqueais. Além disso, de acordo com a especificidade de ação e algumas características genômicas, dois vírus foram selecionados para compor um coquetel que, utilizado na superfície de tubos endotraqueais, foi capaz de reduzir a formação de biofilme por cepas multirresistentes na superfície por até sete dias”, afirma Watanabe.

Os pesquisadores acrescentam que os resultados do estudo dos bacteriófagos podem propiciar o desenvolvimento de novos agentes antimicrobianos para o enfrentamento de infecções graves. As vantagens envolvem ainda baixo dano à microbiota residente nos humanos e custo reduzido.

Por isso, a próxima etapa da pesquisa envolverá a utilização apenas das proteínas responsáveis pela morte bacteriana, processo de destruição celular causado pela lise da membrana plasmática e parede celular. Após a obtenção dessas proteínas, chamadas de endolisinas, ferramentas de nanobiotecnologia serão utilizadas para produzir revestimento de superfícies de produtos para saúde, como os tubos endotraqueais.

“A formação de biofilme por bactérias na superfície desses tubos será avaliada in vitro e por meio de um modelo suíno em respiração artificial. Caso os resultados sejam promissores, os tubos endotraqueais revestidos com endolisinas poderão ter uma aplicabilidade clínica em breve”, diz Oliveira.

Terapias com bacteriófagos

Segundo a International Society for Viruses of Microorganisms (ISVM), no mundo, cerca de 40 empresas estão disponibilizando bacteriófagos ou produtos enzimáticos produzidos a partir desses vírus para pesquisa e desenvolvimento de ensaios pré-clínicos de fagoterapia.

Na última década, foram realizados esforços para conduzir estudos mais detalhados a respeito da utilização in vivo de bacteriófagos no controle de infecções. Além do uso direto para controle ou prevenção de infecções, pesquisas em várias partes do mundo têm demonstrado que enzimas produzidas pelos bacteriófagos podem ser administradas diretamente em infecções como tratamento principal ou adjuvante.

Atualmente, a plataforma de registro de ensaios clínicos Clinical Trials registra 57 estudos que envolvem bacteriófagos no tratamento de diferentes infecções. “Os dados sinalizam uma tendência promissora de aumento do emprego de bacteriófagos e seus subprodutos no enfrentamento de diferentes infecções no futuro próximo”, encerra Watanabe.

O artigo mais recente do grupo, Expression of virulence factors by Pseudomonas aeruginosa biofilm after bacteriophage infection, pode ser lido em: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0882401021001066 .

Anteriormente, os pesquisadores publicaram Bacteriophage Cocktail-Mediated Inhibition of Pseudomonas aeruginosa Biofilm on Endotracheal Tube Surface em: www.mdpi.com/2079-6382/10/1/78 .

Outro trabalho decorrente da pesquisa foi Identification and Characterization of New Bacteriophages to Control Multidrug-Resistant Pseudomonas aeruginosa Biofilm on Endotracheal Tubes, disponível em: www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.580779/ .

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND . Leia o original aqui .

Como citar este texto: Agência FAPESP. Vírus que atacam bactérias podem reduzir contaminação de tubos usados em ventilação mecânica. Saense. https://saense.com.br/2021/05/virus-que-atacam-bacterias-podem-reduzir-contaminacao-de-tubos-usados-em-ventilacao-mecanica/. Publicado em 20 de maio (2021).