Estudo inspirado em jovem de 15 anos pode impulsionar busca por novos antibióticos

Estudo inspirado por curioso de 15 anos pode impulsionar busca por novos antibióticos

Novas bactérias encontradas no mel cru podem beneficiar a luta contra a doença dos legionários e a resistência aos antibióticos, de acordo com uma nova pesquisa da Johns Hopkins Medicine

Equipado com uma mala cheia de mel, o estudante do segundo ano do ensino médio Carson Shin contatou universidade após universidade, na esperança de trabalhar com bioquímicos especialistas para investigar as propriedades antimicrobianas da substância pegajosa.

O único problema? Os cientistas pareciam cautelosos em colaborar com um garoto de 15 anos.

Shin não poderia ter previsto que, cinco anos depois, ele seria coautor de um relatório da Johns Hopkins Medicine mostrando que bactérias dormentes e anteriormente não descritas encontradas no mel cru produzem antibióticos que podem matar o patógeno bacteriano. Legionela. O patógeno pode ser encontrado na água potável e causa a doença dos legionários, uma pneumonia fatal que mata uma em cada 10 pessoas infectadas.

O relatório publicado não só oferece um primeiro passo no desenvolvimento de novos antibióticos para Legionelamas tem o potencial de ajudar na luta contra a resistência aos antibióticos, diz a autora sênior Tamara O'Connor, professora assistente de química biológica na Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins.

Shin entrou em contato com O'Connor na primavera de 2019, iniciando um estágio de verão com o professor que ele esperava que descobrisse uma nova propriedade antimicrobiana do mel.

“Carson demonstrou tremenda iniciativa e foi muito curioso”, diz O'Connor. “É emocionante ter qualquer aluno se juntando ao laboratório que demonstra esse nível de engajamento intelectual na ciência.”

Inicialmente, Shin e O'Connor expuseram Legionela ao mel cru e não pasteurizado, para testar se a substância natural poderia matar as bactérias. Surpreendentemente, o mel teve pouco efeito sobre Legionela. No entanto, no decorrer desses experimentos, eles identificaram várias bactérias diferentes no mel que, em resposta a Legionelaproduziam e secretavam antibióticos que eram letais para o patógeno.

“Encontramos as condições certas para as bactérias do mel prosperarem, o que nos permitiu explorar um recurso que não sabíamos que existia”, diz Shin.

“Encontramos as condições certas para as bactérias do mel prosperarem, o que nos permitiu explorar um recurso que não sabíamos que existia.”

Carson Shin Na natureza, O'Connor diz, “as bactérias descobrem maneiras de superar umas às outras, o que geralmente envolve a liberação de moléculas tóxicas que matam seus concorrentes”. As bactérias do mel que Shin e O'Connor isolaram “reconhecem Legionela como competição e lançar uma resposta mortal.”

As bactérias do mel foram identificadas como membros do Bacilo e Lisinibacillus gêneros de bactérias. Isso não é surpreendente, diz O'Connor, porque os bacilos produzem esporos que são protegidos das propriedades antimicrobianas do mel. Essas bactérias são comumente encontradas no mel cru, explicando por que é recomendado comer apenas mel pasteurizado, diz ela.

Ao sequenciar os genomas de dois dos isolados bacterianos, a estirpe AHB2 e a estirpe AHB11, os investigadores identificaram-nos como membros da espécie Bacilo safensis. Anteriormente, a capacidade desse grupo de bactérias de produzir moléculas antibacterianas não estava bem documentada.

Outras experiências revelaram quão específica é a resposta das bactérias do mel a Legionela era.

“Notavelmente, as bactérias do mel só produzem essas moléculas antibacterianas em resposta a Legionela espécies, já que nenhum dos outros patógenos bacterianos aos quais os expusemos provocou essa resposta”, diz O'Connor.

Embora outros patógenos não tenham causado a produção desses antibióticos pelas bactérias do mel, muitos eram suscetíveis a eles, diz O'Connor. Esses resultados sugerem que moléculas antibacterianas produzidas pelo mel podem ter como alvo outros patógenos prejudiciais e podem ser usadas como antibióticos de amplo espectro. Embora essas descobertas preliminares ofereçam a identificação de novas moléculas antibacterianas, mais pesquisas são necessárias para determinar seu potencial para desenvolver terapêuticas viáveis, diz O'Connor.

A resistência antimicrobiana é uma das maiores ameaças à saúde pública global, contribuindo para quase 5 milhões de mortes em 2019, de acordo com a Organização Mundial da Saúde, criando uma necessidade extrema para o desenvolvimento de novos antibióticos para tratar infecções bacterianas.

Estudos semelhantes da guerra biológica entre microrganismos levaram cientistas a identificar muitas moléculas antimicrobianas, diz O'Connor. A grande maioria dos antibióticos prescritos por médicos se origina de produtos naturais, ela diz.

“A capacidade de explorar esses recursos identificando novas bactérias e as condições que as fazem produzir moléculas antibacterianas é fundamental na luta contra a resistência aos antibióticos”, diz ela.

Jovens cientistas como Shin são cruciais para combater a resistência aos antibióticos, diz O'Connor.

“Carson exemplifica como a curiosidade de um jovem cientista aspirante pode levar a novas descobertas interessantes.”

Tamara O'Connor “Carson exemplifica como a curiosidade de um jovem cientista aspirante pode levar a novas descobertas interessantes”, diz ela.

Shin, que está começando seu último ano de faculdade neste outono na Universidade da Pensilvânia, disse que sua experiência na Johns Hopkins influenciou sua decisão de estudar antropologia. Antes de entrar em contato com O'Connor, Shin havia pesquisado o papel histórico e antigo do mel cru nas medicinas tradicionais dos egípcios, gregos e países islâmicos ao longo de milhares de anos.

“Nossa pesquisa vem do estudo da cultura. Você pode aprender informações valiosas sobre medicina de culturas ao redor do mundo e ao longo do tempo”, diz Shin.

A pesquisa foi apoiada de forma independente pelo Departamento de Química Biológica e pela Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins.