Drogas de novas fontes: microbioma de insetos

Por que os antibióticos são importantes?

Os antibióticos são vitais para uma vida longa. No passado, muitas pessoas morreram de infecções generalizadas em uma idade muito jovem. Cirurgias complicadas dificilmente trariam um prognóstico excelente com o alto risco de infecção generalizada devido à ausência de antibióticos eficazes (1).

Os antibióticos mudaram o mundo e contribuíram para o aumento da expectativa de vida, pois, sem eles, a humanidade mal chegaria aos 40 anos. Além disso, muitas cirurgias vitais realizadas hoje em dia, como cirurgias cardíacas e cerebrais, artroplastia de quadril e outras cirurgias ortopédicas e gerais, não seriam possíveis sem antibióticos. Além disso, muitas pessoas em tenra idade provavelmente morreriam de pneumonia e outras infecções simples de tratar, como infecções do trato urinário (1,2).

A crise da resistência aos antibióticos

Infelizmente, os antibióticos não funcionam mais como antes, e isso se deve à resistência bacteriana aos antibióticos. O efeito é conhecido como resistência a vários medicamentos. Alguns cientistas prevêem que a classe de antibióticos agora disponível não será mais eficaz 50 anos depois.

Para reverter essa situação, alguns cientistas correram uma maratona de biodescoberta. Ainda assim, infelizmente, seu foco é muito estreito, pois suas pesquisas têm as mesmas fontes de antibióticos existentes (3,4). Temos um recurso muito escasso de antibióticos, e esse recurso consiste principalmente em derivados dos antibióticos existentes. No entanto, pesquisas baseadas precisamente nas mesmas fontes de antibióticos existentes não nos levarão a lugar nenhum. Eles acabam redescobrindo compostos conhecidos, também conhecidos por bactérias multirresistentes (4).

A natureza ainda pode fornecer antibióticos à humanidade.

Os produtos naturais do solo são a principal fonte de antimicrobianos conhecidos. A maioria desses antibióticos é produzida por Actinobactérias cultivadas no solo (3, 4). Streptomyces é o maior gênero de Actinobacteria e fonte de antibióticos como estreptomicina, cloranfenicol, tetraciclina, entre outros (4). Para evitar a redescoberta de compostos antimicrobianos conhecidos por microrganismos multirresistentes, alguns cientistas mudaram os focos de bactérias cultivadas no solo para fontes microbianas alternativas, como ambientes microbianos marinhos. Ainda assim, esses resultados produziram sucesso limitado (3).

Novas fontes potenciais de antibióticos

O microbioma do inseto também é uma fonte de Actinobacteria, especialmente Streptomyces e, portanto, uma fonte potencial para novos antibióticos.

O mecanismo que torna o microbioma de inseto uma fonte potencial de Streptomyces é que eles dependem da simbiose defensiva para sobreviver (3). Nesse tipo de simbiose, os simbiontes bacterianos produzem antimicrobianos para proteger contra microorganismos oportunistas e especializados. Por exemplo, Actinobacteria (Streptomyces) no besouro do pinheiro (Dendroctonus frontalis) produz os metabólitos secundários frontalamida A, frontalamida B e micangimicina. A micangimicina atua inibindo o fungo antagonista dos besouros Ophiostoma minus e tem potente atividade inibitória contra a malária, enquanto as frontalamidas têm atividade antifúngica geral (3)

Estudos in vivo explorando esses novos compostos antibióticos em Streptomyces brasileiros isolados do microbioma da formiga cultivadora de fungos Cyphomyrmex sp resultaram na descoberta de um novo antibiótico: a cifomicina. O antibiótico cifomicina funcionou em camundongos com candidíase disseminada e é ativo contra infecções fúngicas multirresistentes tanto in vitro quanto in vivo. É fundamental destacar que esses estudos in vivo foram feitos apenas em camundongos. Ainda assim, infelizmente, essa fonte potencial é pouco explorada (3).

Uma nota final

Em resumo, a resistência aos antibióticos é a nova epidemia. É tão grave que mesmo nosso último recurso de antibióticos de amplo espectro não é mais tão eficiente quanto no passado (2). Há uma grande necessidade de novas pesquisas com antibióticos, pois nenhuma nova classe de antimicrobianos foi clinicamente aprovada em três décadas. Além disso, quase 75% dos antimicrobianos em desenvolvimento clínico são derivados de antibióticos já conhecidos e propensos à resistência aos antibióticos (4). Portanto, novas pesquisas sobre novas fontes antimicrobianas tornam-se imperativas. Portanto, os insetos são um potencial e uma rica fonte de novos antimicrobianos e merecem a atenção da comunidade científica.

BIBLIOGRAFIA

1. Marianne Frieri, Krishan Kumar, Anthony Boutin. Antibiotic resistance. 2016.

2. de Lima Procópio, Rudi Emerson, da Silva IR, Martins MK, de Azevedo JL, de Araújo JM. Antibiotics produced by Streptomyces. Brazilian Journal of Infectious Diseases. 2012;16(5):466-471. http://dx.doi.org/10.1016/j.bjid.2012.08.014. doi: 10.1016/j.bjid.2012.08.014.

3. Chevrette MG, Carlson CM, Ortega HE, et al. The antimicrobial potential of Streptomyces from insect microbiomes. Nature communications. 2019;10(1):516. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30705269. doi: 10.1038/s41467-019-08438-0.

4. Genilloud O. Actinomycetes: Still a source of novel antibiotics. Natural product reports. 2017;34(10):1203-1232. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28820533. doi: 10.1039/C7NP00026J.

5. Cheng K, Rong X, Pinto-Tomás AA, Fernández-Villalobos M, Murillo-Cruz C, Huang Y. Population genetic analysis of streptomyces albidoflavus reveals habitat barriers to homologous recombination in the diversification of streptomycetes. Applied and environmental microbiology. 2015;81(3):966-975. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25416769. doi: 10.1128/AEM.02925-14.

5. Frei A, Zuegg J, Elliott AG, et al. Metal complexes as a promising source for new antibiotics. Chemical science (Cambridge). 2020;11(10):2627-2639. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/32206266. doi: 10.1039/C9SC06460E.