Imagens impressionantes mostram como antibióticos destroem bactérias

As imagens de alta resolução mostram, em tempo real, o efeito da polimixina B sobre células de Escherichia coli. Em poucos minutos, o antibiótico provoca inchaços e irregularidades na superfície bacteriana, seguidos pelo desprendimento acelerado da camada externa de proteção. Essa perda da armadura deixa brechas para que o medicamento consiga penetrar na célula e eliminá-la.

O processo, no entanto, só ocorre quando as bactérias estão ativas. Nas células dormentes, um estado em que elas reduzem seu metabolismo para sobreviver a condições adversas, o antibiótico se liga à membrana, mas não é capaz de destruí-la. Esse achado ajuda a explicar porque infecções podem reaparecer mesmo após tratamento, por causa das bactérias adormecidas resistem ao ataque e voltam a se multiplicar quando encontram condições favoráveis.

“Por décadas, acreditava-se que antibióticos que atacam a camada externa poderiam matar bactérias em qualquer estado. Descobrimos que não é bem assim. Esses medicamentos só funcionam com a colaboração da própria célula, e não têm efeito sobre as que estão em hibernação”, afirmou o microbiologista Andrew Edwards, do Imperial College.

Os pesquisadores também mostraram que a presença de açúcar pode “acordar” bactérias adormecidas. Em laboratório, células de E. coli que estavam inativas tornaram-se vulneráveis à polimixina B cerca de 15 minutos após o contato com a fonte de energia.

As imagens, obtidas com microscopia de força atômica, técnica capaz de mapear superfícies em escala nanométrica, revelam detalhes antes invisíveis da interação entre antibióticos e a membrana bacteriana. “É como se a célula fosse forçada a produzir tijolos para sua parede externa tão rapidamente que essa estrutura se rompe, permitindo a infiltração do antibiótico”, explica Carolina Borrelli, doutoranda da UCL e coautora do estudo, em comunicado.

Além de explicar um mecanismo essencial, o trabalho abre espaço para novas estratégias terapêuticas. Uma das possibilidades levantadas pela equipe é combinar polimixinas com tratamentos que estimulem bactérias dormentes a despertar, tornando-as suscetíveis ao ataque.

“As polimixinas continuam sendo uma linha vital de defesa contra infecções resistentes. Mas, para usá-las de forma mais eficaz, precisamos levar em conta o estado das bactérias”, afirma o professor Bart Hoogenboom, da UCL.

Com mais de um milhão de mortes anuais ligadas a infecções resistentes, a corrida por alternativas é urgente. O novo estudo mostra que, para enfrentar a ameaça global da resistência antimicrobiana, talvez seja necessário pensar em estratégias menos convencionais, como estimular as próprias bactérias a produzirem as armas que as destroem.