Na natureza como no nosso organismo, as bactérias vivem maioritariamente sob a forma de comunidades organizadas chamadas biofilmes. Estas estruturas desempenham um papel central nos mecanismos de resistência aos antibióticos.
Num artigo publicado na
Proceedings of the National Academy of Sciences, cientistas, após superarem vários obstáculos tecnológicos, conseguiram visualizar em tempo real a transferência de ADN portador de resistência aos antibióticos dentro destes biofilmes. Eles demonstram a importância da forma e da organização espacial destas comunidades na propagação das resistências.
Figura: Imagem de um biofilme de bactérias
Escherichia coli obtida por microscopia confocal.
As bactérias verdes transportam um plasmídeo de resistência aos antibióticos. Este plasmídeo pode ser transmitido às bactérias vermelhas, que se tornam então amarelas ao produzirem simultaneamente uma fluorescência verde e vermelha. A fluorescência permite identificar as bactérias que adquiriram a resistência. As vistas laterais mostram cortes verticais do biofilme; a imagem principal é uma vista de cima.
© Knut Drescher Os biofilmes são grupos de bactérias que vivem juntas sob a forma de agregados. Dentro destes biofilmes, as bactérias podem trocar elementos de ADN chamados plasmídeos. Estes plasmídeos podem conter genes especiais que permitem às bactérias tornarem-se resistentes aos antibióticos. Isto significa que mesmo que se usem antibióticos para tentar matar estas bactérias, aquelas que têm estes genes podem sobreviver.
As bactérias nos biofilmes podem conservar estes plasmídeos e assim manter a sua capacidade de resistir aos antibióticos para mais tarde. É como se guardassem uma arma secreta, caso precisem dela.
Mas qual é o seu potencial para adquirir estas resistências?
Para responder a esta questão é essencial poder acompanhar em tempo real a transferência de plasmídeos entre as bactérias do biofilme. Para isso, várias dificuldades persistem:
- A complexidade dos biofilmes com a sua estrutura tridimensional torna difícil a observação direta das interações entre as bactérias.
- As ferramentas e tecnologias necessárias para observar estas trocas em tempo real e à escala microscópica ainda não estão suficientemente desenvolvidas.
- As trocas de plasmídeos podem ser rápidas e esporádicas, o que as torna difíceis de capturar com os métodos tradicionais.
Filmar em tempo real as trocas de plasmídeos dentro dos biofilmes
Num artigo publicado na revista
PNAS, cientistas, ao desenvolverem novas ferramentas inovadoras de genética e microscopia, conseguiram visualizar em tempo real a transferência de ADN dentro de comunidades bacterianas. Assim, puderam filmar o processo de aquisição de resistência por bactérias organizadas em biofilmes estruturados. E estes primeiros resultados demonstram que quando o biofilme se torna denso e atinge a maturidade, a sua configuração física limita os contactos necessários entre bactérias dadoras e recetoras, travando a difusão dos plasmídeos. Desta forma, a própria arquitetura dos biofilmes desempenha um papel determinante na transmissão e aquisição de resistências aos antibióticos.
Este estudo mostra portanto que se os biofilmes favorecem a manutenção dos plasmídeos uma vez adquirida a resistência, seriam menos favoráveis à aquisição de novas resistências. A sua estrutura poderia pelo contrário limitar ativamente a aquisição inicial destes elementos genéticos.
Fonte: CNRS INSB