Uma equipa de investigação internacional liderada pela Universidade Tecnológica de Nanyang em Singapura (NTU Singapura) identificou uma forma promissora de ajudar feridas crónicas a cicatrizarem mais rapidamente, incluindo feridas infectadas com bactérias resistentes a antibióticos.
As feridas crônicas são um problema crescente de saúde pública global. Cerca de 18,6 milhões de pessoas em todo o mundo desenvolvem úlceras nos pés diabéticos todos os anos.(1) Uma em cada três pessoas com diabetes pode desenvolver úlcera no pé durante a vida.
Essas feridas duradouras são a principal causa de amputação de membros inferiores. As infecções persistentes muitas vezes tornam a cura ainda mais difícil, prendendo os pacientes num ciclo de complicações repetidas.
Feridas crônicas, como úlceras nos pés diabéticos, lesões por pressão e úlceras venosas nas pernas, são cada vez mais comuns em Cingapura. Mais de 16.000 casos são notificados a cada ano, especialmente entre idosos e pessoas que vivem com diabetes.(2)
Como bactérias comuns bloqueiam a cura
As descobertas foram publicadas em Conquistas da ciência em colaboração com pesquisadores da Universidade de Genebra, Suíça. O estudo mostra como uma bactéria disseminada Enterococcus faecalis (E.faecalis), pode interferir ativamente na capacidade do corpo de curar feridas. A equipe também mostrou que o bloqueio desse processo permite que as células da pele se regenerem e fechem feridas.
E.faecalis é um microrganismo oportunista frequentemente encontrado em infecções crônicas, como úlceras de pé diabético. Estas feridas são notoriamente difíceis de tratar e muitas vezes não cicatrizam, aumentando o risco de complicações graves e amputação.
A resistência aos antibióticos acrescenta outra camada de dificuldade. Algumas cepas E.faecalis não respondem mais a vários antibióticos comumente usados, tornando cada vez mais difícil o controle de infecções.
Embora os médicos saibam há muito tempo que as infecções podem retardar a cicatrização de feridas, a causa biológica exata deste efeito permanece obscura.
A pesquisa foi liderada conjuntamente pelo Professor Associado da NTU Guillaume Thibault da Escola de Ciências Biológicas e pela Professora Kimberly Klein da Universidade de Genebra, que também é Professor Visitante no SCELSE – Centro de Ciências da Vida Ambiental e Engenharia da NTU.
O papel do metabolismo bacteriano e do estresse celular
Os pesquisadores descobriram que E.faecalis se comporta de maneira diferente de muitas outras bactérias que infectam feridas. Em vez de depender principalmente de toxinas, liberta espécies reativas de oxigénio (ROS), um subproduto metabólico que perturba a função normal de cura das células da pele humana.
Isso foi descoberto pelo primeiro autor, o pesquisador da NTU, Dr. Aaron Tan E.faecalis usa um processo metabólico chamado transporte extracelular de elétrons (EET). Este processo produz continuamente peróxido de hidrogênio, uma forma altamente reativa de oxigênio capaz de danificar tecidos vivos.
Se E.faecalis presente em uma ferida, o peróxido de hidrogênio que ele produz causa estresse oxidativo nas células próximas da pele humana.
Experiências laboratoriais demonstraram que este stress oxidativo activa uma resposta protectora nos queratinócitos, as células da pele responsáveis pela reparação de feridas. Esta resposta é conhecida como “resposta proteica desdobrada”.
Em condições normais, a resposta proteica desdobrada ajuda as células a sobreviver a lesões, ao abrandar a produção de proteínas e outras atividades importantes, dando-lhes tempo para se repararem.
No entanto, uma vez desencadeada neste contexto, a resposta paralisa efetivamente as células. Isso evita que eles se movam para a área da ferida para selar o tecido danificado, um processo conhecido como migração.
Para confirmar a importância desta via, os investigadores testaram uma estirpe geneticamente modificada E.faecalis que não possuía o caminho EET. Essas bactérias alteradas produziram muito menos peróxido de hidrogênio e não conseguiram mais bloquear a cicatrização de feridas.
Este resultado confirmou que a via metabólica desempenha um papel central na forma como E.faecalis interrompe a regeneração da pele. A equipe então investigou se a neutralização do peróxido de hidrogênio poderia reverter os danos.
Tratamento potencial diferente de antibióticos
Quando os pesquisadores trataram células da pele estressadas com catalase, uma enzima antioxidante natural que decompõe o peróxido de hidrogênio, os níveis de estresse celular diminuíram. Como resultado, as células recuperaram a capacidade de migrar e curar a ferida.
Esta abordagem oferece uma forma alternativa de tratar infecções causadas por resistência a antibióticos E.faecalis. Em vez de tentar matar as bactérias com antibióticos, a estratégia visa neutralizar as substâncias nocivas que as bactérias produzem.
“Nossas descobertas mostram que o metabolismo bacteriano é em si uma arma, o que foi uma descoberta inesperada até então desconhecida pelos cientistas”, disse o professor associado Thibault, que também é reitor associado (engajamento internacional) na Faculdade de Ciências.
“Em vez de nos concentrarmos em matar bactérias com antibióticos, o que se está a tornar cada vez mais difícil e a conduzir à resistência aos antibióticos no futuro, podemos agora neutralizá-las bloqueando os produtos nocivos que produzem e restaurando a cicatrização de feridas. Em vez de visar a fonte, neutralizamos a causa real das feridas crónicas – espécies reativas de oxigénio.”
O estudo relaciona diretamente o metabolismo bacteriano à disfunção das células humanas, apontando para uma nova estratégia terapêutica para o tratamento de feridas crônicas.
Os pesquisadores sugerem que futuros curativos carregados com antioxidantes como a catalase podem promover a cura.
Dado que antioxidantes como a catalase já são amplamente utilizados e bem estudados, a equipa acredita que esta abordagem poderia passar da investigação laboratorial para a utilização clínica mais rapidamente do que o desenvolvimento de um medicamento inteiramente novo.
Como este mecanismo foi demonstrado utilizando células da pele humana, os resultados têm relevância direta para a fisiologia humana e podem levar a novos tratamentos para pessoas com feridas que não cicatrizam.
Em seguida, os investigadores planeiam passar para ensaios clínicos em humanos depois de determinarem a forma mais eficaz de fornecer os antioxidantes através de estudos em curso em modelos animais.
- Armstrong, DG (2023). Úlceras do pé diabético: uma revisão. PubMed. Recebido de https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37395769/
- Goh, OQ et al. (2023). Feridas crônicas em uma população asiática multiétnica: um estudo sobre o custo da doença (Resumo). BMJ aberto. Recebido de https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10510887/
