Antivitaminas podem substituir antibióticos?

Um único átomo de diferença faz uma antivitamina funcionar como antibiótico.
[Imagem: Pappenheim et al. - 10.1038/s41589-020-0628-4]

Antibióticos e antivitaminas

Os antibióticos estão entre as descobertas mais importantes da medicina moderna e salvaram milhões de vidas desde a descoberta da penicilina, há quase 100 anos.

No entanto, as bactérias têm desenvolvido resistência aos antibióticos, o que tem levado a um esforço constante para encontrar tratamentos eficazes contra as infecções.

Pesquisadores da Universidade de Göttingen (Alemanha) descreveram agora uma nova abordagem promissora envolvendo antivitaminas para desenvolver novas classes de antibióticos.

Antivitaminas são substâncias que inibem a função biológica de uma vitamina genuína. Alguns antivitamínicos têm uma estrutura química semelhante às da vitamina real, cuja ação eles bloqueiam ou restringem.

Fabian von Pappenheim e seus colegas investigaram o mecanismo de ação - no nível atômico - de um antivitamínico natural da vitamina B1, vital para nosso organismo. Algumas bactérias são capazes de produzir uma forma tóxica dessa vitamina B1 para matar as bactérias concorrentes.

Esta antivitamina em particular tem apenas um único átomo a mais do que a vitamina natural, e em um lugar aparentemente sem importância. Assim, o grande objetivo da pesquisa era descobrir por que e como a ação da vitamina real é prevenida ou "envenenada" por uma estrutura com apenas um átomo adicional.

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Grão de areia

Os pesquisadores descobriram que a "dança dos prótons", que normalmente pode ser observada em proteínas funcionais, cessa de funcionar quase que completamente na presença da antivitamina, e a proteína não funciona mais. "Apenas um átomo extra no antivitamínico age como um grão de areia em um sistema de engrenagens complexo, bloqueando sua mecânica bem ajustada," comparou o professor Kai Tittmann.

É interessante notar que as proteínas humanas são capazes de lidar relativamente bem com o antivitamínico e continuar funcionando. A equipe usou experimentos, observações por microscopia eletrônica e simulações de computador para descobrir por que isso acontece.

"As proteínas humanas ou não se ligam ao antivitamínico de forma alguma, ou se ligam de forma que não são 'envenenadas'," disse o pesquisador.

Os resultados indicam que a diferença entre os efeitos do antivitamínico nas bactérias e nas proteínas humanas abre a possibilidade real de usá-lo como antibiótico no futuro, criando assim novas alternativas terapêuticas.

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