A importância das técnicas moleculares na identificação de mecanismos de resistência a antibióticos e descoberta de novos fármacos

O problema da resistência bacteriana: Os antibióticos são substâncias capazes de combater as infecções causadas por bactérias, evitando sua replicação ou ocasionando diretamente sua morte. Sua descoberta revolucionou a medicina, propiciando o tratamento eficaz e seguro de diversas doenças que antigamente pareciam não ter cura.

No entanto o uso amplo e inadequado desses fármacos exerceu uma pressão seletiva sobre a população bacteriana. Ao longo de décadas, essa pressão ambiental favoreceu a sobrevivência e multiplicação de indivíduos capazes de escapar dos tratamentos medicamentosos, o que gerou um cenário de grande preocupação para a saúde pública em nível global. Atualmente algumas bactérias apresentam resistência a mais de um antibiótico (multirresistentes) ou mesmo a todas as classes de antibióticos (pan–resistentes), de modo que muitos medicamentos, mesmo os de última linha, podem não ser mais úteis na clínica.

Disseminação dos genes de resistência: Os mecanismos de resistência de bactérias aos medicamentos são bastante diversos e estão relacionados às características genéticas ligadas as estratégias de sobrevivência. O “surgimento” de tantos genes de resistência e a velocidade de sua disseminação são explicados pela recombinação das variações genéticas e dos processos unidirecionais de transferência do conteúdo genético entre bactérias.

Existem três processos parassexuados que permite a transferência horizontal de genes entre as bactérias de uma mesma geração e diferem em relação ao modo como o DNA é transferido de uma célula para outra, sendo eles:

– Transformação: processo de incorporação de moléculas de DNA livres, presente no meio externo, provenientes de células mortas.

– Conjugação: processo de transferência de DNA de uma célula doadora para uma célula receptora, realizado através de um contato direto entre duas bactérias,

– Transdução: processo que envolve a transferência de genes entre bactérias com o auxílio de um bacteriófago (vírus capazes de infectar bactérias).

 

Identificação de mecanismos de resistência e descoberta de novos fármacos: Atualmente além de controlar melhor o uso de antibióticos, temos o desafio de descobrir novos fármacos que possuam, preferencialmente, mecanismos de ação diferentes dos atuais. Diante da necessidade de identificação dos genes de resistência e susceptibilidade aos antibióticos, os cientistas têm apostado cada vez mais em métodos moleculares.

Com objetivo de se diminuir os custos e aumentar a velocidade na identificação de novos patógenos, genes e mecanismos de resistência, a técnica de Sequenciamento de Nova Geração (NGS) tem sido cada vez mais empregada, nos possibilitando ampliar a visão da realidade genômica para os microrganismos de interesse.

Nesse sentido, a abordagem metagenômica tem sido muito importante para a exploração da composição da comunidade microbiana dos mais variáveis tipos de habitats, tendo grande potencial na identificação de novos compostos bioativos através da análise das propriedades genéticas, funcionais e metabólicas dessas populações de microrganismos.

Além disso, o pequeno tamanho de genomas microbianos (vírus, bactéria, fungos, entre outros microrganismos), nos possibilita a determinação de toda a composição genética de uma amostra clínica, permitindo identificação de patógenos até então desconhecidos, ou até mesmo a detecção de marcadores moleculares em patógenos isolados de pacientes com quadro de resistência medicamentosa.  

 

É notório que o papel potencial das aplicações da metagenômica na ciência moderna. Se você busca por soluções nessa área, não pode deixar de conhecer as opções de painéis de NGS que Celemics tem para otimizar sua pesquisa de micro e micobioma. São quatro as opções para metagenômica, baseados na metologia de amplicons (16S V4 / 16S V3-V4 / 18S ITS1 / 18S ITS1-ITS2).

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*Vanessa Bonatti é assessora cientifica da empresa Molecular Biotecnologia, mestre e doutora em Genética pela Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto – USP.

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Dra.Vanessa Bonatti

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