Bactérias contra a resistência antimicrobiana

Probióticos, prebióticos e posbióticos podem ser novos aliados da antibioticoterapia

Em busca de recursos que ajudem a controlar e combater a resistência a antimicrobianos, cientistas têm se dedicado a investigar se probióticos, prebióticos e posbióticos (substâncias produzidas pelos probióticos que exercem efeitos metabólicos e/ou imunomoduladores no hospedeiro) poderiam ser aliados aos tratamentos convencionais com antibióticos e, assim, funcionar como um complemento valioso na luta contra a resistência antimicrobiana que tanto preocupa a comunidade científica mundial. A possibilidade se justifica porque, por terem diferentes mecanismos antimicrobianos, os probióticos competem com patógenos por espaço e recursos, secretam moléculas antimicrobianas e modificam o ambiente intestinal em detrimento de patógenos. Além disso, há uma hipótese de que o desequilíbrio da microbiota intestinal – associado a uma disfunção do sistema imunológico – favoreça a disseminação de genes de resistência antimicrobiana na população, particularmente causada por bactérias resistentes a antimicrobianos (RAM).

O mecanismo benéfico de proteção bacteriana a patógenos de algumas cepas probióticas ocorre de diferentes maneiras, direta ou indiretamente. O uso de probióticos pode, por exemplo, aumentar a competição física com o patógeno no ambiente intestinal, assim como restaurar a disbiose promovida pela bactéria patogênica e, consequentemente, auxiliar no processo de competição microbiana. Dependendo do mecanismo de ação do probiótico, este também pode atuar fortalecendo a resposta imune do hospedeiro o que, novamente, poderia favorecer o combate ao patógeno. “Acredito que vários metabólitos produzidos pelas cepas probióticas possam atuar diretamente sobre o patógeno, por exemplo, reduzindo a expressão de fatores de virulência. Há, sem dúvida, muitos aspectos a serem explorados. Se a minha hipótese estiver correta, a utilização de estratégias terapêuticas de modulação da microbiota e de fortalecimento do sistema imune com o uso de probióticos, prebióticos ou posbióticos poderia ser interessante no controle da disseminação dos genes de resistência a antimicrobianos e no auxílio ao controle de doenças infecciosas”, ressalta a professora doutora Angélica Thomaz Vieira, coordenadora do grupo de pesquisa do Laboratório de Microbiota e Imunomodulação (LMI) do Departamento de Bioquímica e Imunologia da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). 

A bióloga tem focado seus estudos nos posbióticos, especialmente com relação aos ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). O grupo do LMI vem trabalhando em colaboração com outros grupos de pesquisas na UFMG isolando bactérias com potencial probiótico. O objetivo é selecionar as cepas com melhor capacidade de produzir AGCC e testar em modelos experimentais de inflamação em camundongos para avaliar os efeitos terapêuticos. Além disso, a pesquisadora estuda o tratamento de dietas ricas em fibras solúveis em modelos experimentais inflamatórios de mucosite, colite, asma, artrite e, com maior foco, em doenças infecciosas causadas por microrganismos resistentes a antimicrobianos. “Para identificar se os efeitos benéficos observados pelo tratamento com probióticos, prebióticos e posbióticos são mediados pela modulação da microbiota intestinal, depletamos totalmente a microbiota dos animais em tratamento com um coquetel de antibióticos e antifúngico, para observar se os efeitos benéficos se mantêm, ou utilizamos a estratégia de transferência da microbiota dos animais, sob tratamento ou não, para outros isentos de microbiota (germ-free), com objetivo de avaliar o impacto dessa modulação nas respostas inflamatórias de interesse”, explica.

O grupo já conseguiu demonstrar que, ao induzir disbiose nos camundongos por meio de uma dieta pobre em fibras, os animais ficam mais susceptíveis à pneumonia induzida pela superbactéria Klebsiella pneumoniae, mundialmente conhecida por ser a maior fonte de mecanismos de resistência a antibióticos e um dos principais agentes causadores de pneumonia – com maior associação a óbitos pela doença, principalmente em indivíduos hospitalizados. Encontrada naturalmente na microbiota intestinal da maioria dos indivíduos, a Klebsiella pneumoniae não causa nenhum dano aparente, mas, em situação de disbiose, pode vir a ser patogênica. Nos estudos da UFMG, tanto o tratamento feito com dieta rica em fibras como o posbiótico (acetato) e o probiótico Bifidobacterium longum cepa 51ª protegeram os animais da infecção pela K. pneumoniae. “Muitos desses efeitos benéficos parecem depender da ativação do receptor específico para o acetato, o Gpr43, visto que os animais deficientes para esse receptor não apresentaram os mesmos efeitos benéficos quando tratados com essas estratégias. Agora, vamos testar esses tratamentos contra a K. pneumoniae resistente a carbapenemase (KPC)”, adianta. Por seus estudos, a pesquisadora Angélica Thomaz Vieira foi uma das vencedoras do prêmio L’Oréal-Unesco Para Mulheres na Ciência 2018, na categoria Ciências da Vida.

Estudo confirma ação benéfica de probióticos encapsulados

Embora os probióticos ofereçam um método de tratamento alternativo potencial contra a resistência antimicrobiana, muitas vezes são incompatíveis com os próprios antibióticos e, com isso, diminuem a utilidade terapêutica dos medicamentos. Dedicados a encontrar meios de combinar o uso de ambos os agentes, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) encapsularam o probiótico comercial Bio – K + (que contém Lactobacillus acidophilus CL1285,

L. casei LBC80R e L. rhamnosus CLR2) em alginato, um polímero natural e acessível, aprovado pelo órgão regulador norte-americano Food and Drug Administration (FDA) e comumente usado na indústria. Uma das autoras do estudo, a pesquisadora científica Ana Jaklenec, do David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research do MIT, conta que a inspiração veio de patógenos multirresistentes que formam biofilmes para se protegerem dos antibióticos. “O alginato é um componente importante dos biofilmes responsáveis pela sua resistência aos antibióticos. Tivemos a ideia de transferir essa proteção de patógenos para probióticos benéficos, encapsulando-os dentro de grânulos de alginato”, reforça.

O probiótico encapsulado foi testado em coadministração com o antibiótico tobramicina contra dois dos patógenos mais comumente encontrados em feridas crônicas e bem conhecidos pela resistência antimicrobiana: Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa. Segundo a pesquisadora, o resultado mais importante do estudo é que a combinação de tobramicina e probióticos encapsulados foi capaz de erradicar completamente os dois patógenos. “Quando aplicamos a tobramicina aos patógenos, apenas a Pseudomonas foi erradicada, e o Staphylococcus foi capaz de persistir. Mas, quando adicionamos probióticos encapsulados dentro de pérolas de alginato protegidas da tobramicina conseguimos erradicar completamente ambos”, comemora. O próximo passo do estudo é aplicar essa abordagem a outros modelos de infecção.

Por acreditar que os probióticos têm um enorme potencial no controle da resistência antimicrobiana no futuro e representam uma alternativa eficaz aos antibióticos convencionais para superar a resistência antimicrobiana, o grupo da pesquisadora Ana Jaklenec publicou anteriormente outro estudo sobre o encapsulamento de probióticos para aplicações orais. No artigo ‘Layer-by-Layer Encapsulation of Probiotics for Delivery to the Microbiome’, de 2016, os cientistas conseguiram mostrar que os probióticos encapsulados eram mais resistentes contra o ácido gástrico e biliar encontrados no ambiente gastrointestinal e, portanto, tinham uma melhor eficácia na colonização do intestino. A professora Angélica Thomaz Vieira, da UFMG, lembra que outra estratégia interessante contra a resistência antimicrobiana são as gerações de probióticos manipulados geneticamente, conhecidos como next-

generation. O objetivo é potencializar os efeitos probióticos ou utilizar essas cepas como estratégia de produção de moléculas conhecidas e selecionadas previamente para modular as respostas fisiológicas do hospedeiro. “O uso de terapias constituídas por probióticos, prebióticos e posbióticos é um mundo mágico e encantador a ser ainda muito explorado”, acentua.