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As infecções adquiridas em hospitais costumam ser difíceis de tratar porque os patógenos correspondentes tornam-se cada vez mais resistentes aos antibióticos. A bactéria Acinetobacter baumannii é uma ameaça crescente, e há uma grande pressão para desenvolver novas abordagens terapêuticas para combatê-la. Bioinformáticos da Universidade Goethe de Frankfurt e da Unidade de Pesquisa FOR2251 da Fundação de Pesquisa Alemã detectaram agora uma diversidade inesperadamente ampla de certos apêndices celulares em A. baumannii que estão associados à patogenicidade. Isso pode levar a estratégias de tratamento especificamente adaptadas a um determinado patógeno.
A cada ano, mais de 670.000 pessoas na Europa adoecem devido a patógenos resistentes a antibióticos e 33.000 morrem devido às infecções. Especialmente temidos são os patógenos com resistência contra vários, ou mesmo todos, os antibióticos conhecidos. Uma delas é a bactéria Acinetobacter baumannii, temido hoje acima de tudo como a “superbactéria hospitalar”: segundo estimativas, até cinco por cento de todas as infecções adquiridas em hospitais e um décimo de todas as infecções bacterianas que resultam em morte podem ser atribuídas apenas a esse patógeno. isso coloca A. baumannii bem no topo de uma lista de patógenos para os quais – de acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS) – há uma necessidade urgente de desenvolver novas terapias.
Entender quais características tornam A. baumannii um patógeno é um dos pré-requisitos para isso. Para esse fim, bioinformáticos liderados pelo professor Ingo Ebersberger, da Goethe University Frankfurt, e o LOEWE Center for Translational Biodiversity Genomics (LOEWE-TBG) estão comparando os genomas e as proteínas neles codificadas em uma ampla gama de diferentes Acinetobacter Deformação. Conclusões sobre quais genes contribuem para a patogenicidade podem ser tiradas acima de tudo das diferenças entre cepas perigosas e inofensivas.
Devido à falta de métodos adequados, os estudos correspondentes até agora se concentraram em saber se um gene está presente em uma cepa bacteriana ou não. No entanto, isso negligencia o fato de que as bactérias podem adquirir novas características modificando os genes existentes e, portanto, também as proteínas codificadas por eles. É por isso que a equipe de Ebersberger desenvolveu um método de bioinformática para rastrear a modificação de proteínas ao longo de uma linhagem evolutiva e agora aplicou esse método pela primeira vez para Acinetobacter em colaboração com microbiologistas do Institute for Molecular Biosciences e do Institute of Medical Microbiology and Infection Control da Goethe University Frankfurt.
No processo, os pesquisadores se concentraram em apêndices celulares semelhantes a pêlos, conhecidos como pili tipo IVa (T4A), que são predominantes em bactérias e que eles usam para interagir com o ambiente. O fato de estarem presentes em bactérias inofensivas, por um lado, e até terem sido identificados como um fator chave para a virulência de alguns patógenos, por outro, sugere que os pili T4A adquiriram repetidamente novas características associadas à patogenicidade durante a evolução.
A equipe de pesquisa pode mostrar que a proteína ComC, que fica na ponta dos pili T4A e é essencial para sua função, mostra mudanças visíveis dentro do grupo de patógenos Acinetobacter Deformação. Mesmo variedades diferentes de A. baumannii têm diferentes variantes desta proteína. Isso leva o bioinformático Ebersberger a comparar o T4A pili a uma ferramenta de jardim multifuncional, onde o cabo é sempre o mesmo, mas os acessórios são intercambiáveis. “Desta forma, drásticas modificações funcionais podem ser alcançadas em curtos períodos de tempo evolutivos”, Ebersberger está convencido. “Assumimos que as cepas bacterianas que diferem em termos de seus pili T4A também interagem de maneira diferente com o ambiente. Isso pode determinar, por exemplo, em que canto do corpo humano o patógeno se instala.”
O objetivo é usar esse conhecimento da diversidade inesperadamente alta dentro do patógeno para melhorar o tratamento de A. baumannii infecções, como explica Ebersberger: “Com base em nossos resultados, pode ser possível desenvolver terapias personalizadas adaptadas a uma cepa específica do patógeno”. No entanto, o estudo de Ebersberger e seus colegas também revela outra coisa: estudos anteriores sobre a genômica comparativa de A. baumannii presumivelmente apenas revelaram a ponta do iceberg. “Nossa abordagem percorreu um longo caminho para resolver a busca por possíveis componentes que caracterizam patógenos”, diz Ebersberger.
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