Proteína de inseto bloqueia infeção bacteriana

O estudo colaborativo liderado por investigadores da Universidade RMIT, na Austrália, é a primeira utilização relatada de revestimentos antibacterianos feitos de proteínas miméticas de resilina para bloquear completamente a adesão de bactérias a uma superfície.

A principal autora do estudo, Professora Namita Roy Choudhury, afirmou que a descoberta é um passo crítico para o objetivo de criar superfícies inteligentes que impeçam o crescimento de bactérias perigosas, especialmente as resistentes a antibióticos, como o MRSA, em implantes médicos.
"Este trabalho mostra como estes revestimentos podem ser ajustados para combater as bactérias de forma eficaz — não apenas a curto prazo, mas possivelmente a longo prazo", comentou.

As bactérias são frequentemente encontradas em implantes após cirurgias, apesar da esterilização e dos controlos de infeção. Isto pode levar a infeções que requerem antibióticos, mas com a resistência aos antibióticos a tornar-se mais comum, são necessárias novas medidas preventivas.
"A resistência aos antibióticos despertou um maior interesse na área dos materiais autoesterilizantes e na fácil preparação de superfícies antibacterianas", disse Choudhury.

"Por isso, concebemos esta superfície para impedir completamente a fixação inicial de bactérias e a formação de biofilme, diminuindo as taxas de infeção."
Choudhury afirmou que as potenciais aplicações podem incluir revestimentos em spray para instrumentos cirúrgicos, implantes médicos, cateteres e pensos.

Resilina para o  resgate
A resilina, uma proteína presente nos insetos, é conhecida pelas suas características notáveis ​​— permite que as pulgas saltem mais de cem vezes a sua própria altura em microssegundos — mas é também extremamente resiliente e biocompatível.
"Estas propriedades excecionais e a sua natureza não tóxica tornam a resiliência e as proteínas miméticas da resiliência ideais para muitas aplicações que desativam materiais e revestimentos flexíveis e resistentes", disse Choudhury.
"Estas aplicações variam desde a engenharia de tecidos e administração de medicamentos até à eletrónica flexível e equipamento desportivo, mas este é o primeiro trabalho publicado sobre o seu desempenho como revestimento antibacteriano."

A equipa criou diversas formas de revestimento a partir de formas alteradas de resiliência e, em seguida, testou as suas interações com bactérias E. coli e células da pele humana em condições laboratoriais.

O estudo mostrou como as proteínas alteradas em forma de nanogotas, conhecidas como coacervados, foram 100% eficazes a repelir as bactérias, ao mesmo tempo que se integraram bem em células humanas saudáveis, um aspeto crucial para o sucesso dos implantes médicos.

O principal autor do estudo da RMIT, Dr. Nisal Wanasingha, afirmou que a área elevada superficial das nanogotas se torna especialmente eficaz na interação e na repelência de bactérias.
“Ao entrarem em contacto, o revestimento interage com as membranas celulares bacterianas contém níveis através de forças eletrostáticas, rompendo a sua integridade, levando à fuga do conteúdo celular e a eventual morte celular”, afirmou.
Wanasingha afirmou que os revestimentos à base de resiliência não só obtiveram 100% de eficácia em impedir a adesão das bactérias à superfície, como também ofereceram diversas vantagens em comparação com as abordagens tradicionais.
“Ao contrário dos antibióticos, que podem levar à resistência, a rutura mecânica provocada pelos revestimentos de resiliência pode impedir as bactérias de estabelecer mecanismos de resistência”, afirmou.
"Enquanto isso, a origem natural e a biocompatibilidade da resiliência prejudicam o risco de reações adversárias nos tecidos humanos e, por serem à base de proteínas, são mais amigas do ambiente do que as alternativas à base de nanopartículas de prata."

Próximos passos
O coautor do estudo, o professor Naba Dutta, afirmou que a proteína mimética da resiliência é altamente responsiva a estímulos e alterações no seu ambiente, tornando-a ajustável para diversas funções.
"Estes resultados iniciais são muito promissores como uma nova forma de ajudar a melhorar o controlo de infeções em hospitais e outros ambientes médicos, mas agora são necessários mais testes para verificar como estes revestimentos funcionam contra uma gama mais ampla de bactérias nocivas", disse Dutta.
"Trabalhos futuros incluem a fixação de segmentos de peptídeos antimicrobianos durante a síntese recombinante de mimetizadores da resiliência e a incorporação de agentes antimicrobianos adicionais para aumentar o espectro de atividade."

A transição da investigação laboratorial para o uso clínico exigirá garantir a estabilidade e a escalabilidade da fórmula, a realização de ensaios de segurança e eficácia extensivos e o desenvolvimento de métodos de produção seguros para uma ampla distribuição, acrescentou.

O estudo foi realizado em colaboração com o Centro de Excelência em Biofotónica em Nanoescala da ARC e a Organização Australiana de Ciência e Tecnologia Nuclear (ANSTO).

A equipa utilizou as instalações do Centro Australiano de Espalhamento de Neutrons da ANSTO e o Centro de Investigação em Micro Nano e o Centro de Microscopia e Microanálise da Universidade RMIT.

O trabalho foi financiado pelo Fundo de Investigação Estratégica Austrália-Índia, pelo Prémio Complementar de Investigação de Pós-Graduação (PGRA) do Instituto Australiano de Ciência e Engenharia Nuclear e pelo Conselho Australiano de Investigação.

Fonte: RMIT University / ScienceDaily

Foto: Unsplash/CCO Public Domain