Polímero derivado do camarão pode combater bactérias

As bactérias estão presentes em quase todos os lugares, inclusive, em ambientes cirúrgicos. Alguns desses microorganismos patogênicos — que produzem doenças infecciosas — são resistentes aos antibióticos produzidos atualmente. Baseado nesta premissa, o estudante de mestrado em Física Biomolecular do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, Caio Vaz Rimoli, sob orientação do professor Paulo Barbeitas Miranda, do Grupo de Polímeros “Prof. Bernhard Gross” do IFSC, vem buscando novas alternativas para combater estes micróbios.

A principal forma de combate proposta pelos pesquisadores é uma solução de quitosana em água, um polímero derivado da casca de camarão, que poderá ser aplicado em utensílios cirúrgicos e superfícies hospitalares, bem como em vestimentas. De acordo com Rimoli, o objetivo desta pesquisa é saber como ocorre a interação entre o polímero e o micróbio. Segundo o professor Paulo Miranda, é necessário entender o mecanismo da ação entre ambos. “Um método bastante aceito é que o material interage com a membrana das bactérias. Sendo assim, iremos estudar a interação de um modelo bem simplificado dessa membrana com os polímeros em uma solução aquosa”, explica.

Um dos primeiros passos do trabalho consiste em analisar as cargas elétricas das membranas das bactérias, uma vez que os pesquisadores acreditam que a atração elétrica seja a primeira etapa na interação entre o polímero e o microorganismo. A membrana celular possui duas camadas de lipídios — moléculas parecidas com um bastão; a cabeça dessa molécula gosta de ficar em contato com a água, ao contrário de sua cauda, que é hidrofóbica.

Diferentemente de uma célula de mamífero, que não possui carga elétrica, a cabeça dos lipídios de membrana bacteriana tem carga negativa. Já os materiais poliméricos com que os pesquisadores estão trabalhando têm carga positiva, fator que deve permitir esse primeiro contato entre o material e o micróbio. “Nossa ideia é inserir o polímero na membrana da bactéria, criando uma espécie de buraco na camada lipídica do microorganismo, atacando-o”, afirma Miranda.

Membrana de laboratório
No laboratório, a simulação do ataque à membrana é feita por meio de uma cuba com água, onde os pesquisadores espalham as moléculas de lipídio, com barreiras mecânicas, comprimem essas substâncias organizando-as como se elas estivessem na própria membrana. De acordo com o professor, “com essa membrana montada em laboratório, pode-se analisar o modo como o polímero interage com a bactéria na água”.

A importância desse projeto vai além da criação de uma proteção contra as bactérias, já que, descobrindo a forma como o material polimérico pode matar um microrganismo, será possível projetar moléculas semelhantes às utilizadas pelos pesquisadores, bem como outras bastante diferentes e com potencial ainda maior para a finalidade de combater os micróbios.

“Já se sabe que esse material é bom contra alguns organismos, ou seja, ele combate apenas alguns tipos de fungos e bactérias. Então, será um grande avanço nesse campo de pesquisa se nós descobrirmos como realmente acontece a interação entre a quitosana e a bactéria, do ponto de vista molecular”, ressalta Rimoli.

Além da aplicação em ambientes cirúrgicos, o professor Paulo Miranda conta que se for possível aplicar as moléculas da Quitosana dentro do próprio organismo humano, esse material poderá ser utilizado, também, como medicamento: “A princípio, acredito que isso seja menos viável, porque temos a dificuldade de absorver esse material dentro do organismo e direcioná-lo ao local da infecção. Talvez isso seja possível, mas ainda não podemos confirmar essa tese”, diz ele.

Nesse caso, o polímero usado pelos pesquisadores pode possuir dupla ação, ou seja, além de atuar como antibiótico, combatendo os próprios microorganismos, ele poderá ser utilizado como cápsula protetora, transportando outros antibióticos em seu interior até o microrganismo.

De acordo com os pesquisadores, esta pesquisa básica ainda está bem no início, pelo que as primeiras conclusões só deverão ser analisadas nos próximos seis ou doze meses. Para que esse projeto possa ser comercializado, diversas outras etapas deverão ser concluídas não só pelos físicos do IFSC, quanto por químicos que poderão colaborar na finalização desse trabalho, atuando em outras etapas, o que levará cerca de cinco ou dez anos até que o projeto seja concluído.

Além de envolver outras áreas, tal como a química, essa pesquisa pode, inclusive, aproximar não só as áreas de pesquisa da física, como as relacionadas com biomoléculas, uma vez que este importante trabalho possui um ótimo perfil interdisciplinar – uma colaboração que poderá auxiliar e apoiar, cada vez mais, essa luta contra os microorganismos.

 

Agência USP de Notícias

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