{"id":46,"date":"2010-01-23T22:56:34","date_gmt":"2010-01-24T01:56:34","guid":{"rendered":"http:\/\/scienceblogs.com.br\/quimicaviva\/2010\/01\/antibioticos_e_selecao_natural_1\/"},"modified":"2010-01-23T22:56:34","modified_gmt":"2010-01-24T01:56:34","slug":"antibioticos_e_selecao_natural_1","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/quimicaviva\/2010\/01\/23\/antibioticos_e_selecao_natural_1\/","title":{"rendered":"Antibi\u00f3ticos e sele\u00e7\u00e3o natural"},"content":{"rendered":"
Os antibi\u00f3ticos s\u00e3o subst\u00e2ncias qu\u00edmicas que inibem o desenvolvimento de microrganismos (bact\u00e9rias e fungos). Muitos antibi\u00f3ticos s\u00e3o naturais \u2013 ou seja, s\u00e3o produzidos naturalmente, por diversos organismos vivos: plantas, animais e microrganismos. V\u00e1rios antibi\u00f3ticos s\u00e3o produtos do metabolismo secund\u00e1rio de organismos vivos. O metabolismo secund\u00e1rio \u00e9 constitu\u00eddo por vias metab\u00f3licas que s\u00e3o particulares a indiv\u00edduos de uma determinada esp\u00e9cie, ou g\u00eanero. Sendo assim, organismos \u201cparentes\u201d costumam produzir subst\u00e2ncias parecidas. Estas subst\u00e2ncias podem exercer as mais variadas fun\u00e7\u00f5es, dentre as quais de inibir o desenvolvimento de microrganismos.<\/p>\n

Os antibi\u00f3ticos naturais s\u00e3o alguns dos mais importantes antibi\u00f3ticos utilizados para o tratamento de infec\u00e7\u00f5es bacterianas ou f\u00fangicas. Alguns exemplos de antibi\u00f3ticos naturais s\u00e3o as penicilinas (de fungos do g\u00eanero Penicillium<\/i>), os aminoglicos\u00eddios como a estreptomicina (produzidos por bact\u00e9rias do g\u00eanero Streptomyces<\/i>) e os antibi\u00f3ticos poliarom\u00e1ticos como as antraciclinas e tetraciclinas (produzidos principalmente por fungos e tamb\u00e9m por bact\u00e9rias). V\u00e1rios antibi\u00f3ticos s\u00e3o importantes n\u00e3o somente para tratar doen\u00e7as humanas, mas tamb\u00e9m (e infelizmente) para a cria\u00e7\u00e3o de gado, aves e porcos para o consumo humano.<\/p>\n

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Mais da metade de todos os antibi\u00f3ticos conhecidos s\u00e3o produzidos por bact\u00e9rias do solo, e estas subst\u00e2ncias exercem fun\u00e7\u00f5es extremamente importantes na manuten\u00e7\u00e3o da popula\u00e7\u00e3o de microrganismos. Associados \u00e0 presen\u00e7a de antibi\u00f3ticos, muitos microrganismos desenvolveram resist\u00eancia a estas subst\u00e2ncias, de maneira a poderem sobreviver na presen\u00e7a destas. Ou seja, no ambiente existem tanto microrganismos sens\u00edveis como resistentes a antibi\u00f3ticos.<\/p>\n

O surgimento de rotas metab\u00f3licas que levaram \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de determinados antibi\u00f3ticos \u00e9 fruto de press\u00f5es seletivas ao longo da evolu\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m disso, a persist\u00eancia de uma rota metab\u00f3lica em um determinado microrganismo deve ser decorrente de seus produtos conferirem algum tipo de vantagem adaptativa. No entanto, sabe-se que muitos antibi\u00f3ticos n\u00e3o s\u00e3o persistentes no ambiente \u2013 sofrem mudan\u00e7as, em decorr\u00eancia de estarem expostos a fatores como varia\u00e7\u00e3o de pH, irradia\u00e7\u00e3o UV e at\u00e9 mesmo degrada\u00e7\u00e3o por outros microrganismos.<\/p>\n

Estudos recentes demonstraram que a tetraciclina (Tet) sofre mudan\u00e7as estruturais no ambiente, e que os produtos de transforma\u00e7\u00e3o da tetraciclina s\u00e3o mais est\u00e1veis (mais persistentes) no ambiente. Tais transforma\u00e7\u00f5es s\u00e3o extremamente importantes, pois v\u00e1rios microrganismos s\u00e3o resistentes \u00e0 tetraciclina, mas n\u00e3o s\u00e3o resistentes \u00e0 seus produtos de transforma\u00e7\u00e3o: a epitetraciclina (ETC), a anidrotetraciclina (ATC) e a epianidrotetraciclina (EATC).<\/p>\n

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Observou-se que os produtos de degrada\u00e7\u00e3o da tetraciclina regulam os n\u00edveis populacionais de bact\u00e9rias resistentes \u00e0 tetraciclina. Enquanto a tetraciclina atua selecionando bact\u00e9rias que adquirem resist\u00eancia \u00e0 pr\u00f3pria tetraciclina, os produtos de transforma\u00e7\u00e3o ETC, ATC e EATC atuam selecionando bact\u00e9rias para se tornarem sens\u00edveis \u00e0 tetraciclina. O ac\u00famulo de ETC, ATC e EATC tamb\u00e9m favorece o desaparecimento de linhagens bacterianas resistentes. E mais: enquanto que a sele\u00e7\u00e3o inicial em favor da resist\u00eancia \u00e9 de curta dura\u00e7\u00e3o, a sele\u00e7\u00e3o subseq\u00fcente em favor de linhagens sens\u00edveis \u00e9 de longa dura\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Outro fator que influencia o surgimento e perman\u00eancia de linhagens resistentes ou sens\u00edveis a antibi\u00f3ticos no ambiente \u00e9 a concentra\u00e7\u00e3o dos antibi\u00f3ticos ali presentes. A dilui\u00e7\u00e3o de tetraciclina e de seus produtos afeta diretamente o surgimento de resist\u00eancia \u00e0 tetraciclina. Em ambientes com forte a\u00e7\u00e3o humana, o desaparecimento da tetraciclina \u00e9 devido \u00e0 dilui\u00e7\u00e3o muito mais do que \u00e0 sua transforma\u00e7\u00e3o em ETC, ATC ou EATC. N\u00e3o h\u00e1 tempo para que a tetraciclina, que induz o surgimento de esp\u00e9cies resistentes, seja transformada nos seus produtos, que induzem o surgimento de esp\u00e9cies sens\u00edveis. Sendo assim, nestes ambientes (de forte a\u00e7\u00e3o humana) existe uma maior propens\u00e3o para que existam maiores concentra\u00e7\u00f5es de bact\u00e9rias resistentes \u00e0 tetraciclina.<\/p>\n

Tamb\u00e9m se observou que a somat\u00f3ria das a\u00e7\u00f5es antibacterianas entre tetraciclina, ATC e EATC \u00e9 aditiva. Prevalece a a\u00e7\u00e3o daquela(s) subst\u00e2ncia(s) que se encontra(m) em maior concentra\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

A pesquisa realizada indica que, no ambiente natural, a a\u00e7\u00e3o de antibi\u00f3ticos \u00e9 extremamente complexa. Os antibi\u00f3ticos originalmente produzidos por microrganismos sofrem v\u00e1rios processos de mudan\u00e7as, em diferentes taxas de transforma\u00e7\u00e3o, originando misturas complexas que exercem diferentes padr\u00f5es de a\u00e7\u00e3o antibi\u00f3tica. Um determinado antibi\u00f3tico produzido por um determinado microrganismo resulta de um longo processo de sele\u00e7\u00e3o natural para sua bioss\u00edntese. Por\u00e9m a persist\u00eancia da rota de produ\u00e7\u00e3o deste antibi\u00f3tico ser\u00e1 tamb\u00e9m fun\u00e7\u00e3o dos produtos de degrada\u00e7\u00e3o do mesmo, que tamb\u00e9m conferem vantagens adaptativas ao microrganismo que produz o antibi\u00f3tico original.<\/p>\n

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No caso da tetraciclina, um de seus produtos de transforma\u00e7\u00e3o, a ATC, \u00e9 tamb\u00e9m um dos precursores para formar a pr\u00f3pria tetraciclina!
Verifica-se, assim, que a ocorr\u00eancia de linhagens microbianas que produzem antibi\u00f3ticos \u00e9 muito mais favorecida no ambiente natural do que quando isolada em laborat\u00f3rio. Em laborat\u00f3rio n\u00e3o existe competi\u00e7\u00e3o entre linhagens de bact\u00e9rias e fungos (pois est\u00e3o todas isoladas e puras), o pH do meio  e a luminosidade s\u00e3o cuidadosamente controlados. Logo, nestas condi\u00e7\u00f5es os microrganismos n\u00e3o s\u00e3o estimulados a produzirem antibi\u00f3ticos.<\/p>\n

O estudo realizado se revela extremamente importante n\u00e3o s\u00f3 para melhor se entender os processos de sele\u00e7\u00e3o natural de microrganismos, mas tamb\u00e9m os fatores que regulam a produ\u00e7\u00e3o de antibi\u00f3ticos, hoje essenciais para a sociedade.<\/div>\n

Refer\u00eancia
\"ResearchBlogging.org\"<\/a><\/span>Palmer, A., Angelino, E., & Kishony, R. (2010). Chemical decay of an antibiotic inverts selection for resistance Nature Chemical Biology, 6<\/span> (2), 105-107 DOI: 10.1038\/nchembio.289<\/a><\/span><\/p>\n

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