Um estudo conduzido por pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) deu o primeiro passo para a produção de formas mais seguras do antibiótico gentamicina, utilizado para o tratamento de infecções bacterianas. O grupo, que faz parte do Centro de Pesquisa em Biologia de Bactérias e Bacteriófagos (CEPID B3), investigou processos relacionados à formação dos componentes que constituem o medicamento e identificou padrões inéditos que podem ser manipulados para a formulação de versões menos tóxicas da gentamicina. A pesquisa foi publicada em agosto na revista ACS Chemical Biology.
Embora a gentamicina seja amplamente utilizada na forma de pomada contra infecções de pele, a potencial toxicidade do medicamento para rins e ouvidos ainda é uma barreira que inibe seu uso em outras condições. A substância, produzida pela bactéria de solo Micromonospora purpurea, é formada por uma mistura de cinco diferentes moléculas e cada uma delas apresenta diferentes efeitos antibióticos, atividades e graus de toxicidade. Márcio Dias, líder do Laboratório de Biologia Estrutural Aplicada, membro do CEPID B3 e autor do estudo, explica que a separação e a compreensão desses elementos é um desafio crucial para aprimorar a produção do medicamento.
Com isso em mente, a equipe conduzida por Dias analisou um dos passos fundamentais para a produção de dois dos cinco componentes da gentamicina. A dupla é estruturalmente muito semelhante e se diferencia apenas por conta de um rearranjo de seus átomos. “Esse passo é feito pela enzima GenB2, uma isomerase que transforma uma molécula de gentamicina C2 em C2a”, afirma o pesquisador. “Na ausência dessa enzima, a formação da gentamicina C2a não ocorreria e teríamos apenas quatro componentes”, complementa. O pesquisador também destaca que variações na composição e nos processos dependentes da GenB2, ainda que sutis, podem ter efeitos significativos tanto na eficácia como no grau de toxicidade do antibiótico resultante.
Durante o estudo, a equipe analisou a estrutura e o funcionamento da enzima GenB2 para compreender seu mecanismo de ação e investigar como a enzima é capaz de produzir as duas formas da gentamicina. A pesquisa revelou que ela opera de maneira única, diferenciando-se de outras enzimas isomerases conhecidas. “Ela usa a vitamina B6 para catalisar suas reações”, explica Dias. “Embora existam outras epimerases que utilizam essa vitamina, a GenB2 tem uma estrutura tridimensional diferente do observado nessas enzimas”, diz o pesquisador, que completa destacando outro traço que chama a atenção para a GenB2: ela também utiliza, em suas atividades, um aminoácido que não é conservado em outras epimerases, a cisteína.
Segundo o autor, os resultados da pesquisa podem contribuir para uma melhor compreensão do processo de fabricação do antibiótico e para o desenvolvimento de novas versões mais seguras, seletivas e eficazes. “O estudo abre caminhos para que possamos manipular o processo de formação do medicamento para criar formas extremamente puras desses cinco componentes que são injetados nos pacientes, por exemplo”. Dias também comenta que, com base no estudo estrutural, no futuro, pode ser possível modificar a atuação dessa enzima para que tenhamos somente a forma C2 ou C2a presente na gentamicina. “Isso seria um passo importante para diminuir a toxicidade desses antibióticos”, conclui.
Confira o estudo completo para mais informações.
