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Pesquisa

Luz que mata bactérias surge como alternativa aos antibióticos

Terapia fotodinâmica antibacteriana pode ser solução eficaz para a resistência das bactérias aos antibióticos

Redação com informações Phys.org
22-Fev-2021 08:25

Um projeto científico desenvolvido por físicos, microbiologistas e químicos russos pode ser a solução para a resistência desenvolvida por bactérias aos antibióticos, graças ao uso descontrolado desse tipo de medicamento. O novo tratamento, batizado de terapia fotodinâmica antibacteriana (aPDT), promete facilitar a cura de feridas com cicatrização dificultada, queimaduras e outros focos de ameaça bacteriana.

Como funciona a aPDT?

Um dos maiores desafios que a humanidade enfrenta atualmente é a crescente resistência que as bactérias têm desenvolvido à ação de medicamentos antibióticos, em virtude do uso massivo dessas drogas pelas pessoas e do consumo indireto, oriundo da ingestão de carne vermelha. Para se ter uma ideia, quase três quartos dos antibióticos comercializados no mundo são destinados à produção de animais para corte.

No entanto, os cientistas estão convencidos de que a solução para este desafio global está no desenvolvimento da terapia fotodinâmica antibacteriana (aPDT). De acordo com estudos, os patógenos não são capazes de desenvolver resistência a esse tipo de tratamento.

O efeito antimicrobiano da aPDT é baseado no uso de substâncias especiais, fotossensibilizadores, que são injetados no corpo e irradiados com luz usando um emissor especial durante o tratamento. A energia luminosa resultante é transmitida às moléculas de oxigênio e as transforma em uma forma ativa que combate a infecção.

Os pesquisadores sugerem o uso de bacterioclorinas policatiônicas sintéticas como fotossensibilizantes. Ao contrário da maioria dos antibióticos, que visam apenas um tipo de bactéria, esses compostos têm efeito universal no tratamento aPDT. Por isso, a equipe acredita que a terapia poderá eliminar a necessidade de identificar o tipo de ameaça bacteriana na prática clínica, economizando tempo e recursos.

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De acordo com as diretrizes da OMS, qualquer medicamento que reduza o número de células do patógeno ativo em pelo menos 103 vezes é considerado um agente antibacteriano eficaz. De acordo com os cientistas do MEPhI, as bacterioclorinas que eles usam excedem esse número em pelo menos 10 vezes.

A eficiência da aPDT se deve à potente capacidade das bacterioclorinas de absorver luz e, posteriormente, transferir energia para o oxigênio presente no corpo. A rápida destruição das bactérias é garantida pelo efeito da forma ativa do oxigênio "carregado" com a energia do fotossensibilizador.

Além disso, as bacterioclorinas têm carga elétrica positiva em solução, o que, de acordo com estudos recentes, aumenta a eficácia dos fotossensibilizadores contra bactérias – tanto no estado livre como na forma de biofilme.

Por fim, as bacterioclorinas absorvem efetivamente a luz na faixa do infravermelho próximo. Os cientistas explicam que essa região do espectro contém a chamada "janela de transparência dos tecidos biológicos", o que significa que a luz desse comprimento de onda pode penetrar muito mais profundamente nos tecidos do corpo. Ademais, a absorção de luz de pigmentos emitidos por certas bactérias patogênicas é reduzida neste espectro, permitindo que uma quantidade significativa maior de energia seja aplicada para ativar o fotossensibilizador.

Aplicações da aPDT

De acordo com os pesquisadores, a área mais promissora de aplicação da PDT antibacteriana é o tratamento de feridas infectadas graves e de longa duração, bem como queimaduras. A técnica é capaz não só de acelerar a cicatrização, mas também proporciona um bom efeito cosmético. No futuro, a equipe espera desenvolve um medicamento à base de bacterioclorinas para uso em medicina humana e veterinária.

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Segundo os cientistas, um dos problemas físicos no desenvolvimento da técnica de aPDT é a agregação do fotossensibilizador, ou seja, a formação de "caroços" da substância que reduzem significativamente a eficácia da terapia. Os especialistas têm realizado pesquisas-ação para combater esse fenômeno.

Os compostos químicos usados pela equipe de pesquisa como fotossensibilizadores já foram patenteados. A próxima tarefa dos pesquisadores são os estudos espectroscópicos de compostos estáveis de bacterioclorina com agregação mínima, bem como a preparação para testes em órgãos e tecidos de animais e humanos.

A equipe de cientistas é composta por físicos do Prokhorov General Physics Institute da Russian Academy of Sciences e da National Research Nuclear University, microbiologistas do Gamaleya Research Institute e químicos do State Scientific Centre "Research Institute of Organic Semi-Products and Dyes”.

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