Cientistas descobriram um açúcar que pode derrotar superbactérias mortais

O estudo, publicado em Biologia Química da Naturezamostra que um anticorpo criado em laboratório foi capaz de eliminar uma infecção bacteriana normalmente fatal em camundongos. Funciona ligando-se a um açúcar bacteriano distinto e alertando o sistema imunológico para destruir o patógeno invasor.

O projeto foi co-liderado pelo Professor Richard Payne da Universidade de Sydney, trabalhando com o Professor Ethan Goddard Borger da WEHI e o Professor Associado Nichollas Scott da Universidade de Melbourne e do Instituto Peter Doherty de Infecção e Imunidade.

O professor Payne também deverá liderar o recém-anunciado Centro de Excelência do Conselho de Pesquisa Australiano para Engenharia Avançada de Peptídeos e Proteínas. Este centro basear-se-á em descobertas como esta para acelerar a transição da investigação básica para aplicações em biotecnologia, agricultura e conservação.

“Este estudo mostra o que é possível quando combinamos síntese química com bioquímica, imunologia, microbiologia e biologia de infecções”, disse o professor Payne. “Ao construir precisamente esses açúcares bacterianos em laboratório com química sintética, fomos capazes de compreender sua forma em nível molecular e desenvolver anticorpos que os ligam com alta especificidade. Isso abre a porta para novas maneiras de tratar algumas infecções bacterianas devastadoras resistentes a medicamentos.”

Por que um açúcar bacteriano é um alvo único

O anticorpo desenvolvido pela equipe tem como alvo uma molécula de açúcar chamada ácido pseudamínico. Embora se assemelhe aos açúcares encontrados nas células humanas, esta molécula é produzida apenas por bactérias. Muitos patógenos perigosos usam-no como parte fundamental de sua superfície externa, ajudando-os a sobreviver e a escapar das defesas imunológicas.

Como o corpo humano não produz esse açúcar, ele oferece um alvo altamente específico para o desenvolvimento de imunoterapias que evitem prejudicar as células saudáveis.

Projetando um anticorpo de ampla ação

Para aproveitar essa fraqueza, os pesquisadores primeiro sintetizaram o açúcar bacteriano e os peptídeos decorados com açúcar inteiramente do zero. Este trabalho permitiu determinar a estrutura tridimensional exata da molécula e como ela aparece nas superfícies bacterianas.

Usando essas informações detalhadas, a equipe criou o que descreve como um anticorpo “pan-específico”. Ele pode reconhecer o mesmo açúcar em muitas espécies e cepas bacterianas diferentes.

Em estudos de infecção em camundongos, o anticorpo eliminou com sucesso Acinetobacter baumannii. Esta bactéria é uma causa bem conhecida de pneumonia adquirida em hospitais e infecções da corrente sanguínea e é especialmente difícil de tratar.

“Multirresistente Acinetobacter baumannii é uma ameaça crítica enfrentada nas instalações de saúde modernas em todo o mundo”, disse o professor Goddard-Borger. “Não é incomum que as infecções resistam até mesmo aos antibióticos de última linha. Nosso trabalho serve como um poderoso experimento de prova de conceito que abre a porta para o desenvolvimento de novas imunoterapias passivas que salvam vidas”.

Como a imunoterapia passiva poderia proteger os pacientes

A imunoterapia passiva envolve fornecer aos pacientes anticorpos prontos para controlar rapidamente uma infecção, em vez de esperar que o sistema imunológico adaptativo do corpo responda. Esta abordagem pode ser usada tanto para tratar infecções ativas quanto para preveni-las.

Em ambientes hospitalares, poderia ser usado para proteger pacientes vulneráveis ​​em unidades de cuidados intensivos que correm alto risco de contrair bactérias resistentes a medicamentos.

O professor associado Scott observou que os anticorpos também oferecem uma nova maneira importante de estudar como as bactérias causam doenças.

“Esses açúcares são fundamentais para a virulência bacteriana, mas têm sido muito difíceis de estudar”, disse ele. “Ter anticorpos que podem reconhecê-los seletivamente nos permite mapear onde eles aparecem e como eles mudam em diferentes patógenos. Esse conhecimento alimenta diretamente melhores diagnósticos e terapias.”

Avançando em direção ao uso clínico

Nos próximos cinco anos, a equipe planeja transformar essas descobertas em tratamentos com anticorpos prontos para uso na clínica, com foco em anticorpos multirresistentes. A.baumannii. Alcançar este objectivo eliminaria um dos membros mais perigosos dos agentes patogénicos ESKAPE e representaria um avanço significativo no esforço global para combater a resistência antimicrobiana.

“Este é exactamente o tipo de avanço que o novo Centro de Excelência da ARC foi concebido para permitir”, disse o Professor Payne. “Nosso objetivo é transformar insights moleculares fundamentais em soluções do mundo real que protejam as pessoas mais vulneráveis ​​em nosso sistema de saúde”.

Os autores declaram não haver interesses conflitantes. O financiamento foi recebido do Conselho Nacional de Saúde e Pesquisa Médica; Conselho Australiano de Pesquisa; Institutos Nacionais de Saúde; o Instituto de Pesquisa Médica Walter e Eliza Hall; Governo do Estado de Victoria. Os pesquisadores reconhecem o apoio do Centro de Espectrometria de Massa e Proteômica de Melbourne no Instituto de Ciência Molecular e Biotecnologia Bio21.

Todo o manejo e procedimentos dos animais foram conduzidos em conformidade com as diretrizes da Universidade de Melbourne e aprovados pelo Comitê de Ética Animal da Universidade de Melbourne (pedido ID 29017).