É um cabo de guerra – uma batalha em constante evolução entre os antibióticos e as bactérias que eles foram concebidos para matar.
E os especialistas dizem que as bactérias estão vencendo.
Mas uma equipe dedicada de pesquisadores da Escola de Medicina e Odontologia Schulich está focada no que parece ser uma tarefa impossível: criar medicamentos para combater – e vencer – a guerra contra bactérias resistentes a antibióticos.
Dentro do Laboratório Heinrichs, David Heinrichs e sua equipe investigam bactérias causadoras de doenças para determinar quais genes são importantes para sua sobrevivência dentro de um hospedeiro. Esta informação pode ajudar a levar a novos tratamentos para infecções que não respondem aos antibióticos. Também pode desempenhar um papel importante no desenvolvimento de vacinas.
“Estamos em um período chamado de vazio na descoberta de medicamentos”, disse Heinrichs, professor do departamento de microbiologia e imunologia.
“As bactérias continuaram a evoluir e estamos chegando a um ponto em que em breve poderemos não ser capazes de tratar algumas infecções”. – David Heinrichs, professor de microbiologia e imunologia na Schulich Medicine
Evoluindo para resistir aos antibióticos
Quando as bactérias se tornam resistentes aos antibióticos, os medicamentos tradicionais são incapazes de tratar as infecções, que podem se espalhar e piorar. A equipe de Heinrichs estuda um germe chamado Staphylococcus aureusque é a principal causa bacteriana de infecções de pele e tecidos moles.
Cepas chamadas resistentes à meticilina Staphylococcus aureus (MRSA) são normalmente resistentes a vários medicamentos e se espalham facilmente. As bactérias evoluem rapidamente, o que significa que as estirpes podem tornar-se resistentes a novos medicamentos antes mesmo de serem introduzidas em ensaios clínicos.
Alex Sheik
“Lidar com bactérias é sempre uma espécie de corrida armamentista; quando nosso sistema imunológico consegue restringi-las, eles desenvolvem maneiras de contornar isso. Quando desenvolvemos um novo antibiótico, eles desenvolvem maneiras de resistir a ele”, disse Alex Sheikh, recém-formado no programa de bacharelado em ciências médicas (BMSc) e parte da equipe de Heinrichs.
A pesquisa de Sheikh concentra-se na absorção de ferro, um processo essencial para a sobrevivência do MRSA no corpo humano.
Sheikh analisa especificamente a identificação de novos genes envolvidos na absorção de ferro e as maneiras pelas quais o MRSA coordena a expressão desses genes com base em sinais ambientais próximos, como disponibilidade de ferro e ataque de células imunológicas. As bactérias e o sistema imunológico estão em uma batalha constante e ambos possuem ferramentas para lutar pela sobrevivência no corpo.
À medida que os investigadores determinam quais os mecanismos que as bactérias utilizam para evitar serem mortas – tanto pelo sistema imunitário como pelos antibióticos – aprendem mais sobre como as infecções bacterianas podem ser tratadas. A compreensão desses mecanismos também pode ajudar na produção de uma vacina contra MRSA.
“A parte mais interessante para mim sobre doenças infecciosas sempre foi o cabo de guerra entre o hospedeiro e o inseto”, disse Sheikh. “O que me entusiasma nesta investigação é que, apesar de tudo o que sabemos, ainda há muito mais para descobrir porque as bactérias estão sempre a adaptar-se”.
Trabalho ‘muito gratificante’
Quando iniciou sua jornada profissional, Sheikh planejava cursar medicina, mas seu interesse pela pesquisa cresceu após um estágio na Agriculture and Agri-Food Canada no ano passado.
“Antes de iniciar minha pesquisa no ano passado, pensei que não estava preparado para esse tipo de trabalho. Mas agora estou orgulhoso do que nossa equipe alcançou e considero o trabalho muito gratificante”, disse Sheikh.
Como parte de sua experiência de estágio, Sheikh passou um ano estudando patógenos emergentes em uma bacia hidrográfica perto de Ottawa, conduzindo experimentos para determinar a resistência a antibióticos. Sua pesquisa se concentrou no desenvolvimento de ferramentas para detectar rapidamente bactérias em amostras ambientais ou clínicas e avaliar suas potenciais capacidades causadoras de doenças e foi publicada na revista científica Cartas em Microbiologia Aplicada.
Sheikh disse que inicialmente se interessou por microbiologia porque as bactérias o lembravam dos personagens Pokémon. Ele admira como cada espécie de bactéria requer condições particulares para sobreviver e possui mecanismos específicos de combate às drogas e ao sistema imunológico. Sheikh quer aprender mais sobre essas condições para entender melhor como derrotar as superbactérias resistentes aos antibióticos.
Após o estágio, Sheikh começou a se abrir para a possibilidade de trabalho de pesquisa como carreira. Agora, ele continuará a explorar essa possibilidade como aluno de mestrado no laboratório Heinrichs.
“Achei que a pesquisa era algo inacessível para mim. Meu trabalho no Laboratório Heinrichs me fez perceber que havia um lugar para mim naquele mundo.” – Alex Sheikh, BMSc’24, aluno de mestrado
Embora ainda esteja pensando em estudar medicina, Sheikh não se restringe a um único caminho para seu futuro. Servir como vice-presidente de Comunicações para Mentes Ativas, um clube ocidental focado na conscientização sobre saúde mental, ajudou Sheikh a estar mais aberto a mudar sua trajetória profissional.
“Aumentar minha alfabetização em saúde mental por ser membro do clube me fez ser muito mais introspectivo”, disse Sheikh. “Estou trabalhando para aceitar que meu caminho não seja tão linear quanto eu esperava e não vincule mais meu valor intrínseco ao meu desempenho.”
Sheikh também obteve sucesso fora do laboratório. Paralelamente à sua pesquisa, ele orientou outros estudantes por meio dos programas de orientação do Western Biochemistry Club e da Microbiology and Immunology Student Association. Mais importante ainda, com o seu novo amor pela investigação, Sheikh abriu-se para explorar uma ampla variedade de oportunidades de carreira.
“Embora minha carreira tenha me levado em uma direção diferente daquela que originalmente imaginei para mim, estou ganhando muita experiência valiosa e agora tenho uma mente aberta para novas possibilidades.”