Um estudo publicado na revista Science de 18 de Novembro revela que o sulfureto de hidrogénio potencia a capacidade de resistência das bactérias aos antibióticos. O artigo valida uma hipótese apresentada recentemente para a forma de actuação dos antibióticos e abre caminho à produção de um novo tipo de antibiótico, com uma actuação diferente e complementar à dos antibióticos actuais: contrariar a formação e/ou actuação do sulfureto de hidrogénio nas bactérias.
O sulfureto de hidrogénio (H2S) é um gás tóxico produzido por muitas espécies de bactérias e responsável pelo cheiro a “ovos podres” do lixo. Durante muito tempo o seu papel no metabolismo das bactérias não era completamente compreendido. Os resultados do artigo publicado pela Science indicam que o sulfureto de hidrogénio “protege” as bactérias da acção dos antibióticos. A figura ao lado apresenta uma molécula de sulfureto de hidrogénio. A bola amarela representa um átomo de enxofre e as duas bolas mais pequenas representam átomos de hidrogénio (Crédito: Wikipedia).
O estudo publicado pela Science focou-se em quatro espécies de bactérias importantes para o homem apresentados na figura em baixo. Da esquerda para esquerda e de cima para baixo, Bacillus anthracis (que provoca o antraz), Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, e Escherichia coli (que vivem em simbiose com o Homem, mas que podem causar doenças oportunistas em caso de imunodefeciência) (Crédito: Janice Haney Carr/CDC).
Nas bactérias das espécies estudadas o sulfureto de hidrogénio é o resultado de reacções químicas catalisadas por três enzimas, cistationina β-sintase, cistationina γ-liase, or 3-mercaptopiruvato sulfurtransferase. Quando estas enzimas são inactivadas as bactérias perdem a capacidade de produzir sulfureto de hidrogénio e tornam-se muito mais sensíveis à acção de antibióticos. Mas se for fornecido sulfureto de hidrogénio, essas bactérias retomam a sua capacidade de resistência aos antibióticos.
Muitos antibióticos actuam sobre as bactérias promovendo o stress oxidativo que leva à morte das bactérias. O stress oxidativo é uma consequência negativa da utilização do oxigénio na respiração celular, que afecta todas as células, procarióticas (como as bactérias) ou eucarióticas (como as células humanas). Os antibióticos actuam incentivando e aumentando o ritmo da respiração celular e consequente utilização de oxigénio.
A utilização do oxigénio a nível celular leva à formação das chamadas espécies reactivas de oxigénio (peróxido de hidrogénio e radicais livres) que rapidamente “atacam” proteínas, lípidos e DNA e outros elementos base das células. A acção das espécies reactivas de oxigénio (chamadas em inglês reactive oxygen species ou ROS) nas células pode assim causar sérios danos celulares e provocar a morte de bactérias.
As bactérias, tal como as células, têm meios de combater o stress oxidativo, incluindo a acção de enzimas, proteínas catalisadoras que assistem reacções químicas, que “transformam” os ROS em compostos menos perigosos. O sulfureto de hidrogénio incentiva a produção deste tipo de enzimas, como a catalase e a superóxido dismutase ou SOD. A figura seguinte é um esquema da acção dos antibióticos e do sulfureto de hidrogénio.
O sulfureto de hidrogénio contraria também a reacção de Fenton, uma reacção química em que o peróxido de hidrogénio é “transformado” num radical hidroxilo. Esta reacção é catalisada por iões de ferro, “libertados” dos centros activos de enzimas “atacadas”por espécies reactivas de oxigénio, criando um efeito “bola de neve”. A reacção de Fenton (assim chamada em honra do primeiro cientista que a estudou) é apresentada na figuram em baixo.
Nota: O sulfureto de hidrogénio não é o único gás produzido pelas bactérias para protecção contra o stress oxidativo. As bactérias também produzem óxido nítrico com o mesmo fim, num processo paralelo.
O site da CDC (Center for Disease Control and Prevention) apresenta figuras muito interessantes de bactérias. As figuras de bactérias apresentadas neste post foram lá recolhidas.
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