O sistema de autodestruição em bactérias da tuberculose pode levar ao 'medicamento perfeito'
Uma nova pesquisa explora a estrutura de um mecanismo autodestrutivo natural contido na bactéria que causa a tuberculose em humanos. Explorar esse mecanismo usando essas novas descobertas pode levar em breve a melhores tratamentos.
Nos Estados Unidos, mais de 9.000 casos de tuberculose (TB) ocorreram em 2017.
Embora os EUA tenham uma das taxas mais baixas de tuberculose em todo o mundo, a doença continua sendo uma das 10 principais causas de morte em todo o mundo.
Na verdade, a Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que cerca de 10 milhões de pessoas tiveram TB em 2017, e que 1,6 milhão de pessoas morreram em conseqüência.
Em um esforço para desenvolver drogas mais eficazes contra a tuberculose, uma equipe internacional de pesquisadores começou a investigar um sistema de toxina-antitoxina que a bactéria da tuberculose contém naturalmente.
Os cientistas - liderados por Annabel Parret, do Laboratório Europeu de Biologia Molecular em Hamburgo, Alemanha - explicam seus esforços e detalham suas descobertas no jornal Molecular Cell.
Estudando o sistema "toxina-antitoxina"
Como Parret e sua equipe explicam em seu artigo, as células bacterianas geralmente têm um sistema toxina-antitoxina que desempenha um papel importante em como as bactérias respondem e se adaptam às condições de estresse. Essas condições incluem fome ou tratamento com antibióticos.
O sistema compreende uma proteína tóxica e "um antídoto ou antitoxina neutralizante de toxinas." Em condições normais, a antitoxina bloqueia a atividade da toxina. No entanto, em circunstâncias estressantes - como sob tratamento com antibióticos - a antitoxina se decompõe rapidamente e a toxina é ativada.
O genoma de Mycobacterium tuberculosis tem cerca de 80 grupos de genes. Destes, três genes codificam antitoxinas essenciais para a vida e o bom funcionamento da bactéria.
Assim, Parret e colegas ampliaram as toxinas que complementariam esses três genes que codificam a antitoxina na esperança de que pudessem "explorá-los" "para o desenvolvimento de novas terapias anti-TB".
Mais especificamente, os pesquisadores se basearam em estudos anteriores e optaram por se concentrar em apenas um desses três sistemas de toxina-antitoxina.
Eles escolheram esse sistema específico porque aqui o efeito da toxina é muito mais forte do que em outros sistemas: se o “antídoto” não estiver presente, a toxina simplesmente mata a bactéria TB.
Então, os cientistas examinaram a estrutura desse sistema. Como Parret explica, “Nosso objetivo era ver a estrutura do sistema [toxina-antitoxina], para que pudéssemos tentar entendê-lo e até mesmo manipulá-lo.”
Em direção ao ‘medicamento perfeito para tuberculose’
Os cientistas descobriram que a estrutura desse sistema é muito semelhante às toxinas da cólera e da difteria. “Parece um diamante e é muito estável”, diz o co-autor do estudo Matthias Wilmanns.
Usando um modelo de camundongo de infecção por tuberculose e tratamento com antibióticos, eles estudaram o comportamento do sistema toxina-antitoxina.
Eles revelaram que quando a toxina se separa de seu antídoto, ela se torna ativa e passa a “devorar” as moléculas de NAD +, que são metabólitos celulares indispensáveis à vida da célula.
Eventualmente, a degradação progressiva das moléculas mata todas as células bacterianas, uma por uma. Os pesquisadores esperam explorar esse mecanismo natural de autodestruição para criar novos e mais eficazes medicamentos anti-TB.
Na verdade, explica Parret, “nossos colaboradores em Toulouse já foram capazes de estender a vida de camundongos infectados com tuberculose, ativando a toxina de forma controlada”.
“Se encontrarmos moléculas que podem interromper o sistema [toxina-antitoxina] - e, assim, desencadear a morte celular - em pacientes com tuberculose, essa seria a droga perfeita [...]. Se tivermos sucesso, esta pode ser uma nova abordagem para o tratamento de tuberculose e outras doenças infecciosas. ”
Annabel Parret
