Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) deram um importante passo em direção ao desenvolvimento de antibióticos mais eficazes e menos prejudiciais à saúde.

Um estudo realizado pelo Laboratório de Biologia Estrutural Aplicada do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) identificou um mecanismo crucial no processo de formação do antibiótico gentamicina, revelando padrões que podem ser explorados para reduzir sua toxicidade.

A descoberta é considerada uma importante contribuição para a criação de versões mais puras e seguras do medicamento, que é amplamente utilizado no combate a infecções bacterianas.

Gentamicina: Eficiência e Toxicidade

A gentamicina é um dos antibióticos mais utilizados para tratar infecções bacterianas, sendo eficaz, por exemplo, no tratamento de infecções de pele.

No entanto, seu uso tem limitações, principalmente devido à sua potencial toxicidade, que pode afetar órgãos vitais como os rins e os ouvidos. Produzida pela bactéria Micromonospora purpurea, a gentamicina é composta por cinco moléculas distintas, cada uma com níveis variados de eficácia e toxicidade.

Embora o antibiótico tenha mostrado grande potencial terapêutico, os efeitos colaterais indesejáveis restringem sua aplicação em alguns tratamentos.

O estudo agora publicado na revista ACS Chemical Biology pelo grupo de pesquisadores do Centro de Pesquisa em Biologia de Bactérias e Bacteriófagos (Cepid B3) da USP oferece novas perspectivas para superar esse obstáculo, fornecendo uma base para o desenvolvimento de formas mais seguras do medicamento.

O Papel Crucial da Enzima GenB2

A chave para essa inovação científica está na enzima GenB2, que desempenha um papel fundamental na formação de dois componentes essenciais da gentamicina, as moléculas C2 e C2a.

Esses dois componentes possuem estruturas químicas muito semelhantes, mas uma pequena diferença no arranjo atômico é responsável por sua variabilidade em relação à atividade antibiótica e à toxicidade.

A enzima GenB2 catalisa a conversão da gentamicina C2 em C2a, um processo que, sem essa enzima, não ocorreria, resultando em um antibiótico com apenas quatro componentes e, possivelmente, maior toxicidade.

Para o professor Márcio Dias, líder do estudo, entender o papel da GenB2 e como ela opera de maneira tão específica pode ser a chave para desenvolver versões mais seguras da gentamicina.

Segundo Dias, a manipulação dessa enzima para otimizar a produção de componentes com menor toxicidade pode resultar em antibióticos mais eficazes, com menos riscos para os pacientes.

Uma Abordagem Inovadora: A Estrutura da GenB2

A enzima GenB2 tem se mostrado um exemplo fascinante de biotecnologia. Diferente de outras epimerases – um tipo de enzima responsável por catalisar reações químicas similares –, a GenB2 usa a vitamina B6 para facilitar suas reações.

Além disso, ela possui uma estrutura tridimensional única e um comportamento exclusivo, utilizando um aminoácido raro, a cisteína, que não é encontrado em outras enzimas dessa classe.

Essas descobertas indicam que a estrutura e a função da GenB2 oferecem um ponto de partida para a criação de antibióticos com maior pureza e, portanto, menor toxicidade.

A manipulação precisa desse processo poderia, por exemplo, garantir que as moléculas formadas sejam as mais eficazes e seguras, com a capacidade de tratar infecções sem os efeitos colaterais adversos que limitam o uso da gentamicina tradicional.

Potenciais Benefícios para a Saúde Pública

A possibilidade de desenvolver antibióticos mais seletivos e com menos efeitos colaterais é um avanço significativo para a saúde pública. A gentamicina, como muitos outros antibióticos, é crucial no tratamento de infecções bacterianas graves.

No entanto, seu uso indevido ou em altas doses pode levar a danos irreversíveis aos rins e ao sistema auditivo.

A pesquisa realizada pelo ICB da USP abre novas possibilidades para otimizar a produção da gentamicina, tornando-a uma opção terapêutica mais segura e eficiente.

Caso esse estudo seja traduzido em aplicações práticas, ele poderia beneficiar milhares de pessoas que necessitam desse antibiótico, mas enfrentam os riscos associados ao seu uso. Além disso, essa abordagem pode ser um modelo para o desenvolvimento de outros medicamentos antibióticos com menos toxicidade e maior eficácia.

A descoberta feita por pesquisadores da USP sobre a enzima GenB2 e sua influência na formação da gentamicina pode representar um avanço significativo no tratamento de infecções bacterianas.

A compreensão dos processos químicos envolvidos na produção do antibiótico abre caminho para o desenvolvimento de versões mais puras e menos tóxicas, garantindo tratamentos mais seguros e eficazes.

Com o tempo, esses avanços podem mudar a forma como combatemos as infecções, proporcionando uma nova geração de antibióticos que minimizam os efeitos colaterais, tornando o tratamento de doenças bacterianas mais seguro para a saúde humana.

Fonte: Jornal da USP