Patógeno que ataca cana-de-açúcar pode virar antibiótico contra superbactérias

O modo de operação da albicidina está abrindo uma nova era na busca por novos antibióticos.
[Imagem: Alina Kurokhtina]

Albicidina

Uma potente toxina vegetal com uma maneira única de matar bactérias nocivas ao ser humano está emergindo como o candidato a antibiótico mais forte em décadas.

O antibiótico, chamado albicidina, é produzido pela bactéria Xanthomonas albilineans, que causa a devastadora doença da escaldadura das folhas da cana-de-açúcar. Acredita-se que a albicidina seja usada pelo patógeno para atacar a planta, permitindo sua disseminação.

Já se sabe há algum tempo que a albicidina é altamente eficaz na eliminação de bactérias, incluindo E. coli e a S. aureus. Essas superbactérias, notórias por sua crescente resistência aos antibióticos, geraram uma corrida mundial em busca de novos antibióticos.

Contudo, apesar do seu potencial antibiótico e baixa toxicidade em experimentos pré-clínicos, o desenvolvimento farmacêutico da albicidina tem sido lento porque os cientistas não sabiam exatamente como ela interagia com seu alvo, a enzima bacteriana DNA-girase. Essa enzima se liga ao DNA e, por meio de uma série de movimentos, torce o DNA, um processo conhecido como superenrolamento, que é vital para o bom funcionamento das células.

Agora, os avanços na técnica de microscopia crioeletrônica permitiram pela primeira vez visualizar a albicidina ligando-se à girase.

Antibiótico diferente

As imagens mostram que a albicidina forma um L, que permite que ela interaja tanto com a girase quanto com o DNA de uma maneira única. Nesse estado, a girase não pode mais se mover para unir as extremidades do DNA - o efeito da albicidina é semelhante a jogar uma chave entre duas engrenagens.

Esse modo como a albicidina interage com a girase é suficientemente diferente dos antibióticos para escapar da resistência microbiana, de modo que a molécula e seus derivados provavelmente serão eficazes contra muitas das bactérias resistentes a antibióticos atuais.

"Parece que, pela natureza da interação, a albicidina tem como alvo uma parte realmente essencial da enzima, e é difícil para as bactérias desenvolverem resistência a isso," disse o Dr. Dmitry Ghilarov, do Centro John Innes (Reino Unido). "Agora que temos uma compreensão estrutural, podemos procurar explorar ainda mais esse bolsão de ligação e fazer mais modificações na albicidina para melhorar sua eficácia e propriedades farmacológicas".

Esse trabalho já começou: A equipe usou suas observações para sintetizar quimicamente variações do antibiótico com propriedades melhoradas. Nos testes, essas variantes foram eficazes contra algumas das mais perigosas infecções bacterianas adquiridas em hospitais, incluindo Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa e Salmonella typhimurium.

"Acreditamos que este seja um dos novos candidatos a antibióticos mais empolgantes em muitos anos. Ele tem eficácia extremamente alta em pequenas concentrações e é altamente potente contra bactérias patogênicas - mesmo aquelas resistentes aos antibióticos amplamente usados, como as fluoroquinolonas," disse Ghilarov.