A complexidade genética oculta ajuda as bactérias a desenvolver resistência aos antibióticos de várias formas inesperadas WASHINGTON, 9 de Setembro de 2014 – A capacidade das bactérias causadoras de doenças para desenvolver resistência aos antibióticos representa uma ameaça crescente para a saúde humana em todo o mundo. Os cientistas descobriram agora que os nossos inimigos microscópicos podem ser ainda mais astuciosos do que esperávamos, facilitando uma rápida evolução através de alterações genéticas ocultas em ambientes stressados e desenvolvendo resistência aos antibióticos de mais formas do que esperávamos. As descobertas são relatadas num novo artigo publicado na revista Biomicrofluidics, publicada pela American Physical Society. No artigo, investigadores da Universidade de Princeton em Nova Jersey relatam como duas estirpes semelhantes de E. coli que identificaram desenvolveram rapidamente níveis semelhantes de resistência aos antibióticos através de mutações genéticas distintas. A capacidade de utilizar abordagens diferentes para resolver o mesmo problema sugere que as bactérias podem desenvolver uma variedade de armas genéticas para combater os antibióticos, tornando-as mais resistentes e, portanto, menos susceptíveis de serem destruídas. “As bactérias são inteligentes – têm muitas formas ocultas de combater o stress, incluindo a remodelação dos seus genomas”, disse o biofísico de Princeton Robert Austin, que liderou a equipa de investigação. Perceber a eficácia das bactérias no combate às drogas é estimulante para o pensamento, disse Austin. “Ensina-nos que temos de ser mais cautelosos e cuidadosos no nosso uso de antibióticos do que somos agora”. Austin e os seus colegas trabalharam especificamente na teoria do desenvolvimento de microestruturas únicas, cheias de líquidos, para detectar a evolução bacteriana. O que eles queriam construir eram instrumentos que, na sua opinião, imitavam melhor os microambientes naturais. A equipa utilizou um instrumento microfluídico personalizado que contém cerca de 1.000 microhabitats ligados para o crescimento de populações bacterianas. O instrumento produz gradientes alimentares complexos e antibióticos semelhantes aos encontrados em habitats bacterianos naturais, tais como o tracto digestivo e outras estruturas internas do corpo humano. “O desenvolvimento da resistência bacteriana em ambientes complexos é muito mais rápido e complexo do que em experiências com tubos de ensaio”, disse Austin. Em experiências anteriores utilizando instrumentos de microestrutura, os investigadores aprenderam que algumas estirpes comuns de E. coli do tipo selvagem podem desenvolver rapidamente a resistência. Outra estirpe mutante chamada GASP, que se multiplica mais rapidamente do que as estirpes selvagens em nutrientes limitados, e os investigadores queriam saber se a estirpe mutante iria desenvolver o mesmo tipo de resistência que as estirpes selvagens quando expostas aos mesmos antibióticos. Ao sequenciar os genomas das colónias de tipo selvagem e GASP mutantes expostas à ciprofloxacina antibiótica (Cipro), os investigadores descobriram que diferentes variantes genéticas poderiam levar a níveis de resistência semelhantes. Por exemplo, surgiram duas estirpes diferentes de GASP mutante: uma estirpe de GASP resistente aos medicamentos que evoluiu através de “empréstimo” de fragmentos de ADN do vírus infectante para se tornar uma estirpe que não requer um biofilme para sobreviver ao stress externo. Outra estirpe de GASP resistente a drogas não “enxertou” desta forma, mas acabou por desenvolver resistência de várias outras formas. Os vírus injectam normalmente o seu ADN em bactérias, e este ADN por vezes já não funciona para replicação viral. Normalmente, estes fragmentos de ADN não são úteis nem resistentes a bactérias, mas sob condições de stress, as bactérias podem usar o novo ADN para desenvolver rapidamente mutações resistentes a drogas. Os resultados dos investigadores confirmam a diversidade e astúcia das formas como as bactérias combatem ambientes estressantes, disse Austin. Ele quer saber mais sobre se os métodos eficazes que agora utilizamos para matar bactérias, tais como desinfectar superfícies com álcool, também têm as suas vulnerabilidades, e a sua equipa planeia testar se as bactérias podem desenvolver resistência ao álcool nos seus aparelhos.