A penicilina e outros antibióticos salvaram inúmeras vidas. No entanto, a era dessas drogas milagrosas parece estar chegando ao fim. Mortes por micróbios resistentes a medicamentos aumentarão dos atuais 700.000 por ano para 10 milhões em 2025. Então, eles ultrapassarão o câncer, as doenças cardíacas e o diabetes em seus efeitos nocivos.
Em janeiro de 2019, a Columbia University informou que quatro pacientes em seu Irving Medical Center, em Nova York, estavam sofrendo de um tipo incomum de E. coli. Embora essa notícia tenha passado despercebida pela mídia, atraiu a atenção de especialistas em doenças infecciosas. A E. coli é uma bactéria bastante comum e é inofensiva se encontrada no estômago, onde geralmente vive, mas pode se tornar mortal em lugares errados, como na alface, na carne moída ou em nosso sistema circulatório. No caso de os antibióticos serem inúteis na luta contra a E. coli, metade dos pacientes morre em duas semanas.
É por isso que o relatório da Universidade de Columbia sobre E. coli causou tanto alarme. Para alguns pacientes infectados, o último recurso é o antibiótico colistina, uma substância tóxica que pode causar efeitos colaterais e causar danos aos rins e ao cérebro. A E. coli relatada pela Universidade de Columbia tinha uma mutação no gene MCR-1, dando a ela a terrível propriedade de ser imune à colistina.
“Estamos tentando encontrar um novo antibiótico, mas não conseguimos encontrar nada”, disse Erica Shenoy, vice-diretora de controle de infecção do Hospital Geral de Massachusetts. “Podemos ter pacientes com uma doença infecciosa que não podemos combater”.
Desde 1942, quando uma droga experimental maravilhosa chamada penicilina foi levada às pressas para o Hospital de Boston, onde salvou a vida de 13 vítimas de um tiroteio em uma boate, cientistas médicos descobriram mais de 100 novos antibióticos. Precisamos de todos eles, mas eles não são mais suficientes. E a razão não é apenas a E. coli. Existem também espécies de Staphylococcus, Enterobacteriaceae e Clostridium difficile que se mostraram eficazes contra os antibióticos. Um estudo descobriu que as mortes por doenças resistentes a antibióticos quadruplicaram entre 2007 e 2015. Recentemente, uma versão resistente e resistente do fungo Candida auris foi descoberta em hospitais de Nova York e Chicago.que causou a morte de metade dos pacientes infectados.
“Os Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos Estados Unidos relatam que dois milhões de pessoas por ano na América sofrem de bactérias ou fungos que são resistentes aos principais antibióticos e que 23.000 pessoas morrem por causa deles. “E isso provavelmente é uma subestimação significativa”, diz Karen Hoffmann, chefe da Associação de Profissionais em Controle de Infecção e Epidemiologia. “Não temos um bom sistema para rastrear organismos multirresistentes a medicamentos, então não podemos dizer com certeza.” Estudos mostram que o custo anual do atendimento a pacientes com esse tipo de doença pelo sistema de saúde americano ultrapassa US $ 3 bilhões.
Bactérias ao microscópio.
Aparentemente, essa tendência sombria continuará. Especialistas da Organização Mundial da Saúde afirmam que as mortes em todo o mundo por micróbios resistentes a medicamentos aumentarão dos atuais 700.000 por ano para 10 milhões em 2025. A esta altura, tendo se tornado a principal causa de morte de pessoas, eles ultrapassarão o câncer, as doenças cardíacas e o diabetes em seus efeitos destrutivos. Antes da descoberta dos antibióticos, um pequeno corte, cárie dentária ou cirurgia de rotina poderia ter causado a contaminação bacteriana mortal. A penicilina, a "cura milagrosa" e outros antibióticos salvaram inúmeras vidas nos últimos anos. No entanto, a era dessas drogas milagrosas parece estar chegando ao fim.
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Os cientistas estão tentando identificar e isolar as bactérias que já são resistentes aos medicamentos existentes, na esperança de que surtos de doenças em grande escala possam ser evitados dessa forma. Eles estão tentando reduzir o uso de antibióticos para retardar o surgimento de bactérias resistentes. Mas tudo isso é muito pouco e é feito tarde demais. Tal estratégia só nos permitirá ganhar um certo tempo. Os pacientes mais velhos e mais fracos em hospitais são atualmente a categoria mais vulnerável, mas os riscos desse tipo continuam a se espalhar. “Vemos jovens saudáveis com infecções do trato urinário ou de pele e não temos os medicamentos para tratá-los”, diz Helen Boucher.especialista em doenças infecciosas do Tufts Medical Center em Boston. “Provavelmente não seremos capazes de fazer transplantes de órgãos e nem mesmo de cirurgias de rotina como substituição de articulações. Isso deve ser motivo de preocupação para todos nós."
Os especialistas médicos estão depositando suas esperanças em estratégias inteiramente novas para o tratamento de doenças infecciosas. Eles estão procurando novas maneiras de destruir bactérias em lugares exóticos - em vírus, lodo de peixe e até mesmo em outros planetas. Eles alavancam desenvolvimentos em genômica, bem como em outros campos, e oferecem novas tecnologias para eliminar bactérias e limitar sua disseminação. Além disso, eles estão pesquisando terapias em hospitais e em outros lugares onde as bactérias se espalham, usando estratégias mais holísticas para combater as bactérias em nossos corpos, bem como em nossos hospitais e consultórios médicos.
Opções alternativas parecem promissoras, mas sua implementação ainda está longe. Ainda não está claro se seremos capazes de inventar novos meios antes que os superbactérias, como o exército de zumbis nos portões, destruam nossas defesas.
“Precisamos investir enormes quantias de dinheiro no desenvolvimento de outras abordagens”, diz Margaret Riley, uma especialista em bactérias resistentes a medicamentos da Universidade de Massachusetts. "E era preciso começar a fazer isso há 15 anos."
Novos caçadores de germes
Parte do problema com a resistência aos medicamentos é que os micróbios estão evoluindo para novas espécies em um ritmo alarmante. Se uma pessoa leva 15 anos ou mais para ser capaz de se reproduzir, micróbios como a E. coli se reproduzem a cada 20 minutos. Ao longo de vários anos, eles são capazes de passar por um período de desenvolvimento evolutivo, enquanto uma pessoa levaria milhões de anos, e tais mudanças incluem a possibilidade de obter características genéticas que resistam aos efeitos das drogas. A pessoa que toma antibióticos é o laboratório perfeito para a produção de micróbios resistentes aos medicamentos. “Mostra de pesquisaque quando um novo medicamento é introduzido, os primeiros micróbios resistentes a ele são formados em um ano”, diz Shenoy, do Massachusetts General Hospital.
E na área farmacêutica, quase nada há para substituir os antibióticos, que não agem mais de forma adequada sobre as bactérias. Além disso, leva cerca de US $ 2 bilhões e cerca de 10 anos para desenvolver um novo antibiótico - com muito pouca esperança de que o resultado seja um super medicamento que justifique tal investimento. “O truque para ter um novo antibiótico é usá-lo quantas vezes e no menor tempo possível”, disse Jonathan Zenilman, chefe do departamento de doenças infecciosas do Bayview Medical Center da Universidade Johns Hopkins em Baltimore. Johns Hopkins Bayview Medical Center). "O que poderia forçar uma empresa farmacêutica a desenvolver um medicamento para esse mercado?" ele pergunta.
Os pesquisadores médicos estão atualmente procurando outras abordagens. Uma delas é envolver biólogos interessados em usar a teoria da evolução para combater bactérias. Na década de 1990, sob a liderança de Riley em Harvard e Yale, começou a pesquisa sobre como os vírus matam bactérias e as bactérias destroem umas às outras. Em 2000, uma de suas colegas constantemente perguntava se seu trabalho tinha alguma relação com a saúde humana. “Nunca pensei nisso”, diz ela. "Mas de repente tudo ficou claro para mim e fui tomado por essa pergunta."
Desde então, Riley passou duas décadas tentando aplicar uma estratégia de guerra de vírus para resolver o problema de doenças infecciosas persistentes em humanos. Os vírus chamados fagos, que são essencialmente parte do material genético em uma bainha protetora de proteína, destroem as paredes das células bacterianas e sequestram seu maquinário genético, transformando assim a própria bactéria em uma fábrica para produzir mais vírus. Riley também está estudando como as bactérias às vezes matam outras bactérias na luta por comida. Ao fazer isso, a colônia de bactérias às vezes empurra os competidores para fora com uma proteína tóxica que eles produzem, chamada bacteriocinas.
O objetivo de Riley não é apenas matar as bactérias nocivas, mas também proteger as benéficas. Dos cerca de 400 trilhões de bactérias que vivem em cada um de nossos corpos, diz ela, a grande maioria é benéfica ou inofensiva e apenas 10.000 por cento delas são potencialmente prejudiciais. Antibióticos de amplo espectro, como penicilina, ciprofloxacina e tetraciclina, amplamente usados por médicos sob orientação de médicos, não conseguem distinguir entre bactérias boas e más - eles as destroem indiscriminadamente. Como resultado, esses tratamentos não só promovem o surgimento de bactérias resistentes, mas também causam problemas ao paciente.
“Usar antibióticos é como lançar uma bomba de hidrogênio sobre uma infecção”, diz Riley. "Você mata 50% ou mais do total de bactérias em seu corpo e, como resultado, a falta de bactérias boas pode levar à obesidade, depressão, alergias e outros problemas." Por outro lado, bacteriófagos e bactericidas são teoricamente capazes de destruir uma colônia de bactérias infecciosas em um paciente, tudo sem prejudicar a flora normal ou criar solo fértil para a formação de bactérias resistentes.
ImmuCell, uma empresa de biotecnologia em Portland, Maine, desenvolveu a bacteriocina, que trata vacas contra mastite, uma doença que custa à indústria de laticínios US $ 2 bilhões anualmente. Riley disse que seu laboratório e outros como ela podem fazer bacteriófagos e bacteriocinas alvejarem qualquer contaminação microbiana humana sem o risco de aumento da resistência. “Este é um mecanismo de destruição estável e durável que apareceu 2 bilhões de anos atrás”, diz ela.
Vários ensaios clínicos de terapia bacteriófago já foram realizados com sucesso na Polônia, Geórgia e Bangladesh. No Ocidente, testes bem-sucedidos estão sendo realizados sobre o uso de bacteriófagos no tratamento de úlceras de perna. Não há estudos para tratar doenças mais sérias ainda, mas o uso bem-sucedido de bacteriófagos no tratamento de um paciente multirresistente na Califórnia em 2017 sob os regulamentos de emergência do FDA levou a mais cientistas nos Estados Unidos estão tentando desenvolver terapias com bacteriócitos. Alguns deles nos próximos anos podem avançar ainda mais em tais estudos,inclusive no tratamento de tuberculose multirresistente e outras infecções pulmonares em pacientes com fibrose cística, observa Riley. A pesquisa sobre o uso de bacteriófagos ainda está muito atrasada. O governo dos Estados Unidos prometeu US $ 2 bilhões para desenvolver esses métodos alternativos, mas de acordo com Riley, "esses fundos estão longe de ser suficientes".
Os especialistas em câncer estão estudando ativamente drogas que podem fortalecer o sistema imunológico, e esse tipo de imunoterapia pode ajudar o corpo de um paciente enfraquecido a combater bactérias resistentes em seu corpo. Os pesquisadores conseguiram produzir anticorpos humanos em vacas e outros mamíferos que podem ser injetados no corpo de um paciente. O Brigham Hospital and Women's Hospital, afiliado à Harvard University, Boston, e o Women's Hospital, como resultado do trabalho de emergência, relatou a introdução de uma combinação de anticorpos e antibióticos para salvar um paciente com infecção resistente, mas os resultados do tratamento ainda não foram divulgados. Caso contrário, podemos dizer que pouco trabalho está sendo feito usando tais abordagens no tratamento de pacientes infectados. Os pesquisadores também estão tentando desenvolver vacinas contra infecções estafilocócicas resistentes e outras bactérias resistentes, mas até agora isso é apenas para pesquisa. “Este tipo de tratamento sem antibióticos ainda está nos estágios iniciais de pesquisa”, disse David Banach, chefe do controle de doenças infecciosas do centro médico UConn Health em Farmington, Connecticut. Mas devemos continuar buscando novas abordagens. "Chefe do Controle de Doenças Infecciosas do centro médico UConn Health em Farmington, Connecticut "Mas devemos continuar procurando novas abordagens."Chefe do Controle de Doenças Infecciosas do centro médico UConn Health em Farmington, Connecticut "Mas devemos continuar procurando novas abordagens."
Dada a incrível urgência desse problema, surge a pergunta: por que soluções promissoras foram testadas por tanto tempo e permanecem indisponíveis por tanto tempo? Porque pouco dinheiro está sendo investido nesses desenvolvimentos, diz Bushehr, do Taft Medical Center. O estado gasta bilhões em pesquisas, mas não há investimento privado para transformar os resultados da pesquisa em medicamentos e aparelhos manufaturados. De acordo com Busher, as empresas farmacêuticas têm poucas chances de lucrar com a produção de medicamentos que provavelmente não serão usados por milhões de pessoas. É igualmente improvável que o preço suba para dezenas de milhares de dólares por dose. “Este modelo econômico não funciona”, diz ela.
Manejo de bactérias
Embora os antibióticos sejam, na verdade, drogas milagrosas, nossos problemas atuais se devem em parte ao fato de que a medicina lhes dá muita ênfase. Os médicos os prescrevem para infecções de ouvido, dor de garganta e infecção do trato urinário. Os cirurgiões os usam para prevenir infecções pós-operatórias. As bactérias podem desenvolver resistência e os antibióticos fazem sentido como parte de uma abordagem holística para controlar a proliferação bacteriana e tratar infecções. Os antibióticos estão perdendo lentamente sua eficácia, razão pela qual os especialistas médicos enfatizam a necessidade de estratégias abrangentes para manter as bactérias sob controle.
A identificação e resposta mais rápidas a surtos de doenças emergentes, bem como as precauções especiais no uso direcionado de antibióticos, ajudam a retardar ou prevenir esse processo. Novos testes em desenvolvimento permitirão que os profissionais de saúde identifiquem de forma rápida e barata os genes de qualquer bactéria encontrada dentro ou perto de um paciente. “Não somos capazes de conduzir pesquisas moleculares em todos os pacientes que nos procuram. Seria tentar encontrar uma agulha em um palheiro, diz Shenoy. “Mas se pudermos fazer a pesquisa em pacientes de alto risco com rapidez suficiente, então podemos agir”. Essa opção seria, sem dúvida, uma melhoria em relação à técnica de identificação de surto de doença bacteriana padrão desenvolvida 150 anos atrás.
Além disso, os especialistas em doenças infecciosas estão se concentrando em conter bactérias resistentes quando elas aparecem em hospitais, em vez de permitir que se espalhem para os pacientes. Aproximadamente 5% de todos os pacientes em hospitais nos Estados Unidos são infectados com uma infecção nosocomial - isto é, diretamente no próprio hospital. Não é difícil ver por que isso está acontecendo. Os hospitais são um grande grupo de pessoas doentes com sistema imunológico enfraquecido e várias feridas e lesões que são tratadas com os dedos e instrumentos médicos, e então esses dedos e instrumentos estão envolvidos no atendimento a outros pacientes.
O envelhecimento da população e os novos procedimentos tornam os pacientes hospitalares ainda mais vulneráveis. Zenilman, do Centro Médico da Universidade Johns Hopkins, conduziu um estudo informal e descobriu que mais da metade de todos os pacientes tinha algum tipo de implante, que é uma fonte comum de infecção. “Os pacientes em hospitais hoje estão mais doentes como um grupo do que nunca”, observa ele. "A pesquisa mostra que, em média, os hospitais deixam de agir em cerca de metade dos casos", disse Hoffman, da Associação para Profissionais de Controle de Infecção e Epidemiologia. "Este é o nosso maior problema."
Os hospitais estão começando a mudar sua prática. Muitos agora usam robôs na forma de latas de lixo para desinfetar paredes com luz ultravioleta (as enfermarias deveriam estar vazias neste momento, já que esse tipo de luz é prejudicial aos humanos). No Riverside Medical Center, ao sul de Chicago, dois robôs feitos pela Xenex desinfetam mais de 30 enfermarias por dia.
Seria mais fácil manter os hospitais limpos se as bactérias não fossem capazes de aderir a superfícies como tampos de mesa e roupas. Melissa Reynolds, engenheira biomédica da Colorado State University, está desenvolvendo materiais resistentes a bactérias. As roupas dos profissionais de saúde e outros materiais e superfícies usados em hospitais não precisariam ser desinfetados com tanta frequência se as bactérias não se acumulassem. O combate às bactérias é uma direção aleatória no trabalho de Reynolds. Ela estudou como evitar a coagulação nas telas usadas pelos cirurgiões para manter as artérias do paciente abertas. O uso de um revestimento especial em grades, consistindo de nanocristais de cobre, parece serevita que as células sanguíneas grudem na superfície. Ela também chamou a atenção para o fato de as bactérias não serem capazes de aderir ao revestimento nanocristalino. E em algum momento um dos alunos em seu laboratório exclamou “Eureka! Por que não mergulhar um pano de algodão em uma solução nanocristalina para que as bactérias não possam permanecer no pano? " “Depois disso, descobrimos alguns novos materiais com propriedades antibióticas”, disse Reynolds. "Isso nos trouxe uma nova direção em nosso trabalho."para que as bactérias não possam permanecer no tecido? " “Depois disso, descobrimos alguns novos materiais com propriedades antibióticas”, disse Reynolds. "Isso nos trouxe uma nova direção em nosso trabalho."para que as bactérias não possam permanecer no tecido? " “Depois disso, descobrimos alguns novos materiais com propriedades antibióticas”, disse Reynolds. "Isso nos trouxe uma nova direção em nosso trabalho."
A ideia de um tecido relativamente resistente a bactérias já passou por uma série de testes. “Vez após vez, expusemos o tecido tratado a todos os tipos de bactérias e, depois disso, não conseguimos encontrar nenhuma bactéria nele”, diz ela. "Ainda estamos tentando descobrir esse mecanismo, mas sabemos que esse método é eficaz com uma ampla variedade de tipos de bactérias." Ela já está trabalhando com uma grande empresa de dispositivos médicos para provar que os nanocristais podem ser incorporados a um processo de fabricação com um pequeno custo adicional. Atualmente, ela está explorando maneiras de usar esses cristais em outros materiais hospitalares, incluindo aço inoxidável, tintas e plásticos. Os materiais tratados desta forma ficarão protegidos das bactérias por muito mais tempo,do que as superfícies de hospitais tradicionais tratadas com desinfetantes convencionais, observa ela.
Os lasers são outra ferramenta potencial de combate às bactérias. Mohamed Seleem, da Purdue University, e seus colegas estão tentando encontrar uma maneira de identificar rapidamente bactérias infecciosas em amostras de sangue, expondo-as a raios laser de cores diferentes. No processo, eles descobriram que certas bactérias resistentes aos medicamentos eram capazes de mudar sua cor de ouro para branco em apenas alguns segundos após serem brevemente expostas a um feixe de laser azul. Algumas dessas bactérias "fotobranqueadas" morreram, enquanto outras ficaram tão fracas que perderam a capacidade de resistir aos efeitos dos antibióticos convencionais. Descobriu-se que a luz azul ataca os pigmentos da membrana externa das bactérias. “Só funciona com um determinado pigmento”, diz Selim."Portanto, nenhuma outra célula é afetada."
Selim e seus colegas estão tentando encontrar maneiras de ajustar a cor do laser para atingir certas bactérias resistentes. Se seu trabalho for bem-sucedido, os profissionais de saúde podem usar lasers do tamanho de uma lanterna convencional para destruir com segurança bactérias nocivas na pele de um paciente e desinfetar os consultórios médicos. O feixe também pode ser usado para tratar a pele e as roupas dos próprios profissionais de saúde, evitando que transmitam a infecção. Seus colegas estão atualmente se preparando para realizar testes clínicos.
Selim também acredita que esta luz pode ser usada para infecções sanguíneas resistentes graves e perigosas. Nesse caso, o paciente pode ser conectado a uma máquina de coração-pulmão e o sangue pode ser tratado com um feixe assim que passa pela máquina. “Basicamente, você tira o sangue do paciente, esteriliza e devolve para o paciente”, diz.
Retardar o desenvolvimento de superbactérias
Embora a indústria farmacêutica tenha abandonado amplamente a produção de antibióticos, os pesquisadores ainda esperam encontrar novos tipos de antibióticos. A revolução dos antibióticos começou em 1928, quando Alexander Fleming voltou das férias para seu laboratório em Londres e descobriu um molde de aparência estranha que se formou em uma vala que ele deixou perto da janela. Desde então, os pesquisadores têm tentado pesquisar cada canto da natureza na esperança de encontrar novas bactérias assassinas. Novas substâncias que podem ser mortais para bactérias resistentes - mas inofensivas para os humanos - são relatórios recentes que sugerem insetos, algas, limo de peixe juvenil, lama rica em arsênico na Irlanda e até mesmo em solo marciano. Um grupo de pesquisadores da Universidade de Leiden, na Holanda, está tentando criar uma bactéria artificial na esperança de queque com base nisso será possível obter um novo antibiótico.
Além disso, os médicos estão tentando tirar o máximo proveito dos antibióticos existentes, retardando o surgimento de novas espécies resistentes. Isso requer a redução do uso excessivo de antibióticos, o que dá aos superbactérias um incentivo para o desenvolvimento evolutivo. Essa ação deve se tornar internacional, já que bactérias resistentes costumam viajar de uma parte do mundo para outra.
Os países em desenvolvimento são especialmente propensos a ameaças bacterianas emergentes, que depois viajam para os Estados Unidos, diz Banak da Yukon. Estudos descobriram que a maioria dos antibióticos do mundo já é distribuída sem prescrição por farmácias locais, levando a um aumento de 65% no uso de antibióticos entre 2000 e 2015. As bactérias resistentes resultantes migram facilmente ao redor do mundo nos estômagos de milhões de viajantes. “O impacto do uso excessivo de antibióticos nesses países e as condições de vida e o meio ambiente favorecem a disseminação mundial de organismos resistentes”, ressalta.
David H. Freedman
