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À medida que as bactérias se tornam mais resistentes aos antibióticos, será mais difícil tratar infecções bacterianas, o que leva a doenças mais graves, internações hospitalares mais longas e maiores taxas de mortalidade.
Como estudante de graduação na Virginia Tech, Megan O’Hara teve uma oportunidade única de estudar como as bactérias se movem através de superfícies — um processo conhecido como motilidade de contração — trabalhando sob a orientação de Zhaomin Yang, professor de ciências biológicas. Esse movimento permite que as bactérias colonizem rapidamente novas superfícies, incluindo aquelas de tecidos e implantes médicos.
As descobertas dos esforços de pesquisa de dois anos de O’Hara levaram à descoberta surpreendente do papel fundamental que as propriedades da superfície desempenham tanto na habilitação quanto na prevenção desse movimento. O estudo foi publicado recentemente em mEsferao principal periódico de acesso aberto da Sociedade Americana de Microbiologia.
A contração muscular é alimentada por pequenas estruturas chamadas pili tipo IV (T4P). Elas são parte do armamento de certas bactérias que permitem que elas infectem e causem danos aos humanos. Ao contrário de outras formas de movimento bacteriano, como natação ou enxameação, a motilidade de contração muscular ocorre em superfícies sólidas ou semissólidas. A motilidade de contração muscular é uma forma de motilidade associada a muitas bactérias que possuem T4P, e algumas dessas bactérias são resistentes a antibióticos.
A visualização da motilidade de contração por meio da coloração de violeta cristal. Foto cortesia de Megan O’Hara.
“Queremos trabalhar com esses patógenos que têm altas taxas de resistência a antibióticos, como as determinadas pela Organização Mundial da Saúde, porque eles representam um risco maior à saúde humana”, disse O’Hara, principal autor do estudo e que se formou em 2024 como bacharel em microbiologia.
A Organização Mundial da Saúde cita a resistência antibacteriana como uma das 10 principais ameaças à saúde global, com uma estimativa de 1,27 milhões de mortes em 2019 diretamente atribuídas a infecções resistentes a medicamentos globalmente. Prevê-se que esse número aumente para 10 milhões até 2050 se nada interromper esse ritmo.
“Combater a pesquisa de antibióticos é realmente importante e uma área de pesquisa quente agora”, disse O’Hara. “E uma maneira de fazer isso é, em vez de matar as bactérias, você tira suas armas e armaduras de modo que elas não possam mais colonizar ou causar danos ao nosso corpo. Elas se tornam perdedoras na competição com as bactérias boas que normalmente habitam nosso corpo.”
O estudo revelou uma descoberta inesperada, pois os pesquisadores foram capazes de determinar que a função do T4P na motilidade era dependente das propriedades de uma superfície. Sua pesquisa indicou que sais biliares e outros detergentes aumentam a contração bacteriana ao mudar a superfície para ser hidrofílica em vez de afetar a biologia da bactéria. Em outras palavras, ao manipular as propriedades da superfície, a funcionalidade do T4P pode ser alterada.
Megan O’Hara se formou em maio após dupla especialização em microbiologia com dupla graduação em ciências biológicas biomédicas e especialização em química. Além de receber dois prêmios do Departamento de Ciências Biológicas, ela foi uma Virginia Tech Presidential Scholar. Foto cortesia de Megan O’Hara.
“Aprender sobre o T4P é realmente importante porque é o que chamamos de fator crítico de virulência”, disse O’Hara. “E o motivo pelo qual o chamamos de crítico é porque, em muitas espécies, uma vez que você deleta o T4P, a bactéria não pode mais causar uma infecção.”
O’Hara é agora uma estudante de doutorado do primeiro ano no programa de ciências biomédicas da University of California San Diego. Como uma estudante de graduação e Virginia Tech Presidential Scholar, ela recebeu dois prêmios do Department of Biological Sciences, incluindo o Buikema and Galway Undergraduate Research Award e o David Lyerly Summer Fellowship.
“Estou orgulhoso da realização de Megan como uma estudante de graduação na Virginia Tech”, disse Yang. “Ela é a estudante de graduação dos sonhos de qualquer professor, inteligente, motivada e independente. É extraordinário ter uma estudante de graduação como autora principal de um artigo de pesquisa primária.”
O estudo foi apoiado pela National Science Foundation e uma bolsa piloto do Center for Emerging Zoonotic and Arthropod-borne Pathogens da Virginia Tech, da qual Yang é um membro do corpo docente afiliado.
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