Mudar a programação genética de alguém é mais fácil do que você imagina. Embora as técnicas para alterar o DNA no nível molecular estejam se tornando mais amplamente utilizadas, também é possível simplesmente ativar ou desativar genes sem alterar permanentemente o material genético subjacente. Isso significa que podemos afetar as instruções genéticas que são enviadas ao organismo de um organismo, alterando seu ambiente ou com drogas.
Esse campo da “epigenética” já está ajudando os médicos a entender como certas doenças funcionam, por que o exercício pode ser tão benéfico e como podemos ser capazes de alterar o processo de envelhecimento. Mas meus colegas e eu estamos tentando investigar o papel da epigenética nas bactérias.
Recentemente, estudamos uma possível maneira de afetar a epigenética bacteriana que pode ser capaz de interromper infecções sem usar drogas antibióticas. E dado que muitas bactérias estão se tornando resistentes aos antibióticos existentes, isso poderia abrir uma nova e vital forma de tratar doenças.
Nosso estudo analisou a bactéria Acinetobacter baumannii, que é uma das principais causas das infecções que as pessoas podem pegar em hospitais e que matam até 70% das pessoas infectadas. Os antibióticos já não funcionam em algumas cepas de A. baumannii - e a Organização Mundial da Saúde classificou-a recentemente como a maior ameaça bacteriana à saúde humana.
Nós já temos algumas drogas chamadas de antivirulência que não matam as bactérias, mas as tornam inofensivas, de modo que o sistema imunológico do corpo pode eliminá-las sem deixar qualquer substância para se tornar resistente à droga. Encontrar uma maneira de afetar a epigenética das bactérias, tornando os bugs inofensivos, poderia nos ajudar a criar novas drogas antivirulentas que fariam uma enorme contribuição para a medicina.
Para iniciar este processo, primeiro nos voltamos para a epigenética humana. A maneira mais comum de afetar nossa epigenética é adicionar uma pequena etiqueta molecular ao nosso material genético que liga ou desliga um gene relacionado. Em particular, podemos adicionar um tag conhecido como um grupo acetil a uma proteína importante chamada histona.
Adicionando uma tag acetil à histona (CNX OpenStax, CC BY) A histona organiza nossas moléculas de DNA de 2m de comprimento para que elas se encaixem perfeitamente dentro de nossas células de 100 micrômetros de comprimento. Adicionar o tag acetil é um mecanismo natural usado pelas células para mudar a maneira como a histona interage com o DNA. Adicionar as tags acetil normalmente ativa certos genes, o que significa que eles mudam a maneira como a célula se comporta. Falhas neste processo de modificação de histonas estão ligadas a cânceres, doenças cardiovasculares e muitos distúrbios neurodegenerativos.
As células bacterianas têm sua própria versão da histona conhecida como HU, que organiza seu DNA e está envolvida em fazer todas as suas funções funcionarem. Bactérias que são referidas como “Gram-positivas”, como as do nosso sistema digestivo que nos ajudam a quebrar a comida, não podem sobreviver sem trabalhar com a HU. E as bactérias gram-negativas, que normalmente são as que nos deixam doentes, como a Salmonella enterica, tornam-se muito menos prejudiciais sem a HU.
Novas drogas
Em nosso estudo, descobrimos que a adição de um marcador de acetila a HU afetou significativamente a maneira como ele interagia com o DNA. Isso significa que é altamente provável que essa modificação cause alterações epigenéticas, afetando como as bactérias crescem e infectam outros organismos. Então, se pudermos criar drogas que façam essas alterações nas proteínas bacterianas dessa maneira, poderemos ter uma nova maneira de parar as infecções.
Este é um desafio realmente importante na medicina agora, porque as bactérias resistentes aos antibióticos matam 700.000 pessoas por ano em todo o mundo. Se não encontrarmos novos tratamentos, o número anual de mortos pode subir para 10 milhões até 2025.
Uma vez que verificamos a ligação entre alterações epigenéticas específicas e infecção bacteriana, podemos começar a procurar substâncias que alterem a epigenética das bactérias, de modo a torná-las menos prejudiciais. Já existem várias moléculas que têm como alvo a epigenética humana de maneira semelhante no desenvolvimento pré-clínico ou em ensaios clínicos. Portanto, uma droga que "desliga" a capacidade de causar infecções pode não estar muito distante.
Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation.
Yu-Hsuan Tsai, Professor de Química Orgânica, Universidade de Cardiff
