Pesquisadores descobrem novos candidatos mais eficazes para o tratamento da sífilis

Desde 2000, as taxas de infecções sexualmente transmissíveis têm aumentado. A sífilis, uma doença quase erradicada nos Estados Unidos naquela época, agora afeta mais de 18 milhões de pessoas em todo o mundo a cada ano, com poucas opções de tratamento eficaz.

Um desafio que atormenta os pesquisadores da sífilis há décadas é a incapacidade de cultivar e estudar o agente causador da doença em um ambiente de laboratório.

“Os incríveis esforços de nossos colegas e colaboradores produziram um sistema fiel para propagar o agente causador da doença in vitro, ou em ambiente de laboratório. Ser capaz de cultivar a bactéria abre novas portas para entendê-la em termos de como ela causa a doença , maneiras pelas quais podemos prevenir a infecção e nos esforços nos quais podemos intervir”, disse Brandon Jutras, o principal investigador do projeto, professor assistente de bioquímica na Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida e professor afiliado da Fralin Life Sciences Institute e o Centro para Patógenos Emergentes, Zoonóticos e Artrópodes.

Os pesquisadores da Virginia Tech decidiram determinar se havia opções de tratamento possíveis que pudessem servir como uma alternativa para os milhões de pessoas afetadas pela doença a cada ano.

O que os pesquisadores da Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida descobriram superou todas as expectativas. Eles não apenas encontraram outra opção de tratamento para a penicilina G benzatina, mas também encontraram dois agentes antimicrobianos que eram mais eficazes no tratamento do agente causador da doença Treponema pallidum em um ambiente de laboratório.

A pesquisa foi publicada hoje na npj Antimicrobianos e Resistência.

Esses medicamentos já são aprovados pela Food and Drug Administration, portanto, são seguros para humanos, o que pode acelerar o lançamento.

“É uma doença para a qual temos muito poucas opções terapêuticas”, disse Kathryn Hayes, principal autora e Ph.D. candidato no programa Translational Biology, Medicine, and Health da Virginia Tech. “Conseguimos fazer a primeira triagem de medicamentos em larga escala para alternativas de tratamento da sífilis, esforços que não seriam possíveis sem um sistema de cultura in vitro”.

Agora, ouça diretamente dos pesquisadores em seu projeto:

O que te inspirou a realizar esta pesquisa?

Hayes: Tenho uma grande paixão por saúde sexual e um interesse nerd por doenças infecciosas. Esta pesquisa me permitiu combinar esses dois interesses, pois a sífilis é uma doença que existe há séculos, mas pouco se sabe sobre ela devido à dificuldade de cultivar a bactéria em laboratório. Ter mais dados e pesquisas sobre a doença é uma necessidade clínica premente.

O que estimulou seu interesse em saúde sexual?

Hayes: Minha própria identidade queer e como a comunidade queer é desproporcionalmente impactada por doenças sexualmente transmissíveis me motivou. O outro é o estigma em torno das infecções sexualmente transmissíveis [STIs]. As pessoas vão falar que estão com gripe, ou mesmo com COVID-19, mas ninguém vai dizer que está com sífilis. A educação, ou a falta dela, sobre saúde sexual, particularmente DSTs, tem impactado a forma como as pessoas falam sobre isso e continua a reforçar a importância desta pesquisa.

A equipe de pesquisa de Kathryn Hayes e Brandon Jutras encontrou dois agentes antimicrobianos que eram mais eficazes no tratamento do agente causador da sífilis Treponema pallidum em um ambiente de laboratório. Foto de Max Esterhuizen para Virginia Tech.

Um ano e 100 dias: você pode descrever o processo que usou para cultivar a sífilis?

Hayes: A razão pela qual é tão difícil é que as bactérias requerem condições microaerófilas muito estritas – um ambiente com baixo teor de oxigênio – o que, neste caso, significa exatamente 1,5% de oxigênio. Temos uma incubadora que usa nitrogênio para expulsar o excesso de oxigênio, de modo que mantém essa porcentagem exata. Um dia antes da cultura, pego uma linhagem de células de mamíferos de suporte e coloco em placas tradicionais, porque elas ainda precisam de uma cocultura para suportar o crescimento. Eu mesmo tenho que fazer novas mídias para a cultura.

Temos alguns componentes que produzo trimestralmente e, toda semana, tenho que combinar 12 ingredientes para fazer a mídia, que precisa ser equilibrada durante a noite em nossa incubadora especial.

Em média, foi uma preparação de duas horas no mínimo no dia anterior e, em seguida, de três a sete horas por dia, dependendo do número de bactérias com as quais estou trabalhando nessa cultura. Até a semana passada, foram um ano e 100 dias de cultivo.

Como você conduziu a triagem de drogas?

Jutras: Começamos com quase 100 antibióticos de uma classe específica e duas tetraciclinas, que pertencem a uma classe diferente de antibióticos, usadas como comparação cruzada. Incubamos as bactérias com os antibióticos em uma concentração extraordinariamente baixa (cinco nanomolares) para obter uma leitura inicial de quão eficazes eles foram na prevenção do crescimento.

A partir daí, pegamos nossos 25% principais de compostos e os testamos novamente para garantir que nossos métodos analíticos fossem precisos.

Os 10% superiores foram posteriormente investigados usando técnicas sofisticadas de microscopia em conjunto com o tratamento com antibióticos. Em essência, poderíamos observar esses compostos em ação

Além disso, determinamos suas concentrações inibitórias mínimas e foi aí que confirmamos ainda mais que os novos candidatos Azlocilina e Mezlocilina eram mais eficazes do que nosso padrão de tratamento atual, in vitro.

Esta pesquisa pode ter grandes implicações. O que vem a seguir no processo para você?

Jutras: Este projeto foi um grande risco. Addie poderia gastar todo esse tempo e realizar toda essa pesquisa incrível apenas para descobrir que nada funcionava melhor do que a penicilina G benzatina. O surpreendente é que ela encontrou várias opções que funcionam melhor.

Hayes: Eu quero ver a modelagem de como esses antibióticos estão afetando as bactérias. Então, olhando para a interação de medicamentos com proteínas e como essas interações afetam a eficácia geral do medicamento. Acho que é uma etapa mecanicista muito interessante porque, depois de entender o que está acontecendo com as bactérias em nível molecular, você pode sintetizar compostos muito semelhantes, mas ligeiramente diferentes, para criar tratamentos mais eficazes.