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Quim. Nova, Vol. 33, No. 3, 667-679, 2010

R

eviso

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ANTIBITICOS: IMPORTNCIA TERAPUTICA E PERSPECTIVAS PARA A DESCOBERTA EDESENVOLVIMENTO DE NOVOS AGENTES

Denise Oliveira Guimares, Luciano da Silva Momesso e Mnica Tallarico Pupo*

Departamento de Cincias Farmacuticas, Faculdade de Cincias Farmacuticas de Ribeiro Preto, Universidade de So Paulo,Av. do Caf, s/n, 14040-903 Ribeiro Preto SP, Brasil

Recebido em 26/2/09; aceito em 21/8/09; publicado na web em 24/2/10

ANTIBIOTICS: THERAPEUTIC IMPORTANCE AND PERSPECTIVES FOR THE DISCOVERY AND DEVELOPMENTOF NEW AGENTS. There is a continuous need for antibiotics, mainly with new mechanisms of action, since infectious diseasesrepresent the second major cause of death in the world and bacteria resistance levels are high. This review describes the contributionof microbial natural products for the development of the major antibiotic classes, the mechanisms of action of current antibiotics,some modern approaches involving genetic tools for the discovery and development of new antibiotics from microbial products andantibiotics in clinical trials.

Keywords: microbial natural products; drug discovery; antibiotics.

INTRODUO

Antibiticos so compostos naturais ou sintticos capazes deinibir o crescimento ou causar a morte de fungos ou bactrias. Po-dem ser classicados como bactericidas, quando causam a morteda bactria, ou bacteriostticos, quando promovem a inibio docrescimento microbiano.1

As bactrias so organismos unicelulares, identicados pelaprimeira vez por van Leeuwenhoek por volta dos anos 1670, apsa inveno do microscpio. Porm, somente no sculo XIX a pos-sibilidade destes micro-organismos serem causadores de processos

infecciosos comeou a ser aventada. Esta hiptese surgiu aps oselegantes experimentos de Louis Pasteur, que demonstrou que al-gumas linhagens de bactrias eram importantes para processos defermentao e, tambm, que as bactrias eram de ampla distribuiopelo meio ambiente.2 Aps a segunda metade do sculo XIX, cientis-tas como Robert Koch identicaram micro-organismos responsveispor doenas como tuberculose, clera e febre tifoide. Nessa poca,as pesquisas eram conduzidas na busca de agentes qumicos queapresentassem atividade antibitica. O pesquisador Paul Ehrlich,conhecido como o pai da quimioterapia uso de substncias qumi-cas contra infeces foi responsvel pelos conceitos primrios deque uma substncia qumica poderia interferir com a proliferao demicro-organismos, em concentraes tolerveis pelo hospedeiro.2

Em 1910, Ehrlich desenvolveu o primeiro antibitico de origemsinttica, salvarsan (1), usado contra slis. Poucos progressosforam conseguidos nos 20 anos seguintes para o desenvolvimentode antibiticos, at a introduo da proavina (2), em 1934, agenteamplamente utilizado na Segunda Guerra Mundial, principalmentecontra infeces de feridas profundas. Entretanto, este composto eramuito txico para ser usado em infeces bacterianas sistmicas, oque evidenciava a necessidade de agentes mais ecazes.2 Em 1935,um marco na quimioterapia antibacteriana ocorreu com a descobertade Gerhard Domagk de que o corante vermelho prontosil (3) apre-sentava atividade in vivo contra infeces causadas por espcies deStreptococcus. O prontosil (3) um pr-farmaco que originou umanova classe de antibiticos sintticos, as sulfas ou sulfonamidas (22),que constituem a primeira classe de agentes efetivos contra infeces

sistmicas introduzida no incio dos anos 1940.2 Entretanto, as sulfasapresentam espectro de ao limitado e so pouco usadas atualmente.

Apesar destes avanos, o grande marco no tratamento das in-feces bacterianas ocorreu com a descoberta da penicilina (4), porAlexander Fleming, em 1928.3 A atividade da penicilina era superior das sulfas e a demonstrao que fungos produziam substncias ca-pazes de controlar a proliferao bacteriana motivou uma nova frentede pesquisas na busca de antibiticos: a prospeco em culturas demicro-organismos, especialmente fungos e actinobactrias.

A penicilina G, ou benzilpenicilina (4), foi descrita em 1929como agente antibitico, porm somente foi introduzida como agen-

te teraputico nos anos 1940. Aps o processo de industrializaoda penicilina, especialmente em consequncia da Segunda GuerraMundial,4 foi observado um rpido crescimento na descoberta edesenvolvimento de novos antibiticos.

Entre os anos 1940-1960 vrios antibiticos foram descober-tos atravs de triagens de produtos naturais microbianos, sendo amaioria deles ecazes para o tratamento de bactrias Gram positivo:b-lactmicos (5, cefalosporina), aminoglicosdeos (9, estreptomicina),tetraciclinas (12, clortetraciclina), macroldeos (10, eritromicina),peptdeos (15, vancomicina) e outros (11 cloranfenicol, 16 rifami-cina B, 14 clindamicina e polimixina B). Neste perodo apenas trsderivados sintticos foram introduzidos no mercado: isoniazida,trimetropim (23) e metronidazol.5

Entre os anos 1960-1980 foram introduzidos no mercado an-tibiticos semi-sintticos ecazes para o tratamento de patgenosGram positivo e Gram negativo, anlogos aos antibiticos naturais jexistentes. A maioria deles foi obtida a partir de prottipos naturaismicrobianos, como derivados b-lactmicos (anlogos de penicilina ecefalosporina, cido clavulnico, aztreonam), anlogos da tetraciclina,derivados aminoglicosdicos (gentamicina, tobramicina, amicacina).5

Entre os anos 1980-2000 as principais ferramentas utilizadas para abusca de novos antibiticos foram a genmica e as triagens de coleesde compostos, em detrimento s triagens de produtos naturais micro-bianos. Porm, houve uma reduo dramtica na identicao de novosprottipos antibiticos, ao mesmo tempo em que ocorreu um aumentona incidncia de resistncia bacteriana. Este perodo marcado pelamodicao do mercado de antibiticos pela introduo da classe das

uoroquinolonas sintticas (25, 26) na metade dos anos 1980, desenvol-vidas a partir do cido nalidxico (24). Alguns antibiticos baseados em


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Antibiticos: importncia teraputica e perspectivas 669Vol. 33, No. 3

sinttica da classe das oxazolidinonas foi introduzido no mercado farma-cutico, a linezolida (27).5 Os programas de descoberta de antibiticos defontes naturais tm sido retomados em algumas indstrias farmacuticas,levando aprovao do lipodepsipeptdeo natural daptomicina (20) peloFDA em 2003. O derivado semi-sinttico glicopeptdico dalbavancina(21) encontra-se em fase III de triagens clnicas pelo FDA.5,6

PRINCIPAIS CLASSES DE ANTIBITICOS EM USOCLNICO

Os antibiticos de origem natural e seus derivados semi-sintticoscompreendem a maioria dos antibiticos em uso clnico e podem serclassicados em b-lactmicos (penicilinas, cefalosporinas, carbape-ninas, oxapeninas e monobactamas), tetraciclinas, aminoglicosdeos,macroldeos, peptdicos cclicos (glicopeptdeos, lipodepsipeptdeos),estreptograminas, entre outros (lincosamidas, cloranfenicol, rifamicinasetc). Os antibiticos de origem sinttica so classicados em sulfonami-das, uoroquinolonas e oxazolidinonas.2,7,8 Os principais mecanismos deao antibitica destes agentes teraputicos esto listados na Tabela 1.

Antibiticos b-lactmicos

Os antibiticos b-lactmicos corresponderam a 50% do total devendas de antibiticos em 2004.9 So agentes antibacterianos que ini-bem irreversivelmente a enzima transpetidase, que catalisa a reao detranspeptidao entre as cadeias de peptideoglicana da parede celularbacteriana.1,10 A atividade desta enzima leva formao de ligaescruzadas entre as cadeias peptdicas da estrutura peptideoglicana,que conferem parede celular uma estrutura rgida importante para aproteo da clula bacteriana contra as variaes osmticas do meio.Constituem a primeira classe de derivados de produtos naturais utili-zados no tratamento teraputico de infeces bacterianas. Hoje, vriasdcadas aps a descoberta da penicilina, este grupo ainda contm osagentes mais comumente utilizados. Possuem amplo espectro de ati-

vidade antibacteriana, eccia clnica e excelente perl de segurana,uma vez que atuam na enzima transpeptidase, nica em bactrias.Todos os antibiticos b-lactmicos tm um elemento estrutural

farmacofrico em comum, o anel azetidinona de quatro membros,

ou anel b-lactmico. Na maioria dos antibiticos, o anel centralb-lactmico fundido a outro anel de cinco (tiazolidnico) ou seis (di-hidrotiaznico) membros, formando as penicilinas ou cefalosporinas,respectivamente.9,10 Em geral, o sistema bicclico fundamental paraa atividade destes antibiticos, por mimetizar o resduo dipeptdicoterminal D-Ala-D-Ala da cadeia de peptideoglicana, substrato daenzima transpeptidase (Figura 3).

O sistema bicclico tensionado destes antibiticos contribui parao aumento da instabilidade qumica do anel b-lactmico, altamentesuscetvel ao ataque de nuclelos que promovem a hidrlise dogrupo farmacofrico. No caso das penicilinas, o oxignio da cadeialateral aclica participa como nuclelo em reao intramolecular quepromove a abertura do anel b-lactmico em meio cido, inativando oantibitico e inviabilizando sua administrao por via oral (Figura 4A).

As modicaes estruturais possveis cam restritas s cadeiaslaterais, que podem modular: a estabilidade em meio cido, funda-mental para a atividade por via oral destes frmacos; a estabilidadefrente sb-lactamases, enzimas bacterianas relacionadas resistncia,que hidrolisam o grupo farmacofrico destes antibiticos e, o espectrode ao frente a bactrias Gram negativo.

Para aumentar a estabilidade em meio cido foram adicionados

grupos retiradores de eltrons no carbono a ao carbono carbonlicoda cadeia lateral em penicilinas semi-sintticas (ampicilina, amo-xicilina, oxacilinas), que diminuem a nucleolicidade do oxigniocarbonlico (Tabela 2).

O principal mecanismo de resistncia bacteriana aos antibiticosb-lactmicos atravs da produo de enzimas que apresentam gruposnucleoflicos (em geral, resduos de serina) capazes de promover aabertura do anel b-lactmico. Neste caso, a modicao molecularresponsvel pelo aumento de resistncia s b-lactamases foi a intro-duo de grupamentos volumosos no carbono a ao carbono carbo-nlico da cadeia lateral em penicilinas semi-sintticas (meticilina,oxacilinas), que impedem o acesso dos antibiticos ao stio ativo daenzima b-lactamase por impedimento estrico.10

Devido natureza mais complexa da parede celular, as bactriasGram negativo so mais resistentes ao de antibiticos, que noso capazes de cruzar efetivamente esta barreira lipdica. Para teracesso clula bacteriana, os antibiticos devem cruzar a parede

Tabela 1. Principais mecanismos de ao antibitica1,2

Antibiticos Alvo Mecanismo de ao

b-lactmicos (penicilinas, cefalosporinas,carbapeninas, monobactamas)

Enzima transpeptidase Inibio da formao de ligao cruzada entre cadeias depeptideoglicano, impedindo a formao correta da paredecelular bacteriana.

b-lactmicos (oxapeninas, sulfoxapeninas) Enzimab-lactamase Inibio da enzima de resistncia bacteriana, que degradaantibiticos b-lactmicos.

Macroldeos, lincosamidas, estreptograminas(dalfopristina e quinupristina), cloranfenicol,

oxazolidinonas (linezolida)

Subunidade 50S ribossmica Inibio da sntese proteica bacteriana.

Aminoglicosdeos, tetraciclinas Subunidade 30S ribossmica Inibio da sntese proteica bacteriana.

Glicopeptdeos (vancomicina, teicoplanina) Dipeptdeo terminal D-Ala-D-Ala dopeptideoglicano

Complexao com as cadeias peptdicas no ligadas e bloqueioda transpeptidao, impedindo a formao correta da paredecelular bacteriana.

Peptdeos no ribossomais (bacitracina,gramicidina C, polimixina B)

Membrana plasmtica Afetam permeabilidade da membrana bacteriana porfacilitarem o movimento descontrolado de ons atravs damembrana.

Lipodepsipeptdeos (daptomicina) Membrana plasmtica Afeta permeabilidade da membrana bacteriana e bloqueiasntese de cido pipoteicoico, componente da membranaexterna de bactrias Gram positivo.

Rifampicina RNA polimerase dependente de DNA Inibio da sntese de RNA.

Fluoroquinolonas Enzima DNA girase Bloqueio da replicao e reparo do DNA.

Sulfonamidas Enzima di-hidropteroato sintetase Bloqueio da formao de cofatores do cido flico, importantespara sntese de cidos nucleicos.


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Guimares et al.670 Quim. Nova

celular atravs de canais proteicos de porina, embebidos na estruturalipdica, que apresentam o interior com caractersticas hidroflicas.Assim, antibiticos com maior atividade frente a bactrias Gramnegativo so aqueles que apresentam grupos ionizveis em suasestruturas qumicas. A Tabela 2 apresenta as principais modicaesestruturais encontradas em penicilinas.

O maior nmero de antibiticos b-lactmicos em uso clnicopertence classe das cefalosporinas, que esto subdivididas em cefa-

losporinas de primeira, segunda, terceira e quarta geraes, em funodo espectro de ao mais ampliado frente a bactrias Gram negativo.O sistema bicclico das cefalosporinas menos tensionado em com-parao ao das penicilinas, o que contribui para a maior estabilidadefrente reao de abertura intramolecular do anel b-lactmico pelacadeia lateral.2,10 De fato, no so observados produtos de degrada-o cefalosporinas provenientes deste tipo de reao. A presena degrupos abandonadores ligados na posio 3 favorece a reao com aenzima transpeptidase (Figura 4B) contribuindo, portanto, para a aoantibitica. Por outro lado, a presena de steres em C-3 favorece ahidrlise por esterases plasmticas. A hidrlise por esterases leva formao do lcool, que um fraco grupo abandonador e, portanto,o produto reagir mais lentamente com a enzima transpeptidase. Aintroduo de grupos abandonadores diferentes do ster, como piridi-

Figura 3. Mecanismo de reao da transpeptidase na formao de ligao cruzada entre cadeias peptdicas da parede celular bacteriana e inibio por

antibiticos b-lactmicos

Figura 4. A- Instabilidade de penicilinas em meio cido. B- Mecanismo deao das cefalosporinas

NH

O

S

COOH

NR

O

H+/ H2O

HN

S

COOH

N

O

O

RH

N

S

COOH

HN

O

R

ON

S

COOH

HN

O

R

O O

Enz Ser

OH Ser

Enzima

3

7

A

B

O

O

Tabela 2. Estrutura e propriedades das principais categorias de pe-nicilinas em uso clnico1

Categoria Nome R Propriedades

Baixo espec-tro de ao,sensvel ab-lactamases

Penicilina G (4)(benzilpenicilina) Fraca estabilidadecida

Penicilina V (28)Boa estabilidade

cida

Baixo espec-tro de ao,resistente ab-lactamases

Meticilina (29)Fraca estabilidade

cida

Oxacilina (30)Boa estabilidade

cida

Amplo espec-tro de ao,

sensvel ab-lactamases

R = H ampicilina(31)

R = OH amoxici-lina (32)

Boa estabilidade

cida

Amplo espectrode ao, anti-Pseudomonas,sensvel ab-lactamases

Carbenicilina (33)Fraca estabilidade

cida

Ticarcilina (34)Fraca estabilidade

cida

Espectro deao estendido

Piperacilina (35)

Uso injetvel,ativo frente a P.

aeruginosa, ativi-dade aumentadafrente aEntero-

bacteriaceae


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nium e carbamato, impede a hidrlise por esterases e favorece a reaocom a enzima transpeptidase. Porm, estes grupos abandonadorestambm podem aumentar a hidrlise em meio cido, dicultando aadministrao por via oral destes antibiticos. A presena de metilaem C-3 favorece a absoro no trato gastrointestinal, mas diminui avelocidade de reao com a enzima transpeptidase.

Modicaes em C-7 contribuem para o aumento de resistnciafrente sb-lactamases. Tanto a introduo de um grupamento metoxli-co com conguraoa em C-7 quanto a presena de funo oximino naposioa ao carbono carbonlico da cadeia lateral conferem resistncias enzimas b-lactamases. A presena de anel aminotiazlico na cadeialateral em C-7 de cefalosporinas de terceira gerao aumenta a pene-trao do antibitico atravs da membrana externa das bactrias Gramnegativo. Estruturas zwitterinicas apresentam maior atividade embactrias Gram negativo, devido ao maior carter hidroflico (Figura 5).

As cefalosporinas de primeira gerao so consideradas frmacosde menor atividade que as penicilinas, porm apresentam boa ativi-dade frente a bactrias Gram positivo. Tambm podem ser utilizadaspara tratamento de infeces por S. aureus e por Streptococcus

quando as penicilinas tm que ser evitadas. As cefalosporinas desegunda gerao so frmacos que, em geral, apresentam atividadevariada frente a bactriasGram positivo, porm atividade superiorfrente a bactrias Gram negativo. A terceira e a quarta gerao dascefalosporinas tambm so representadas por frmacos da classedas oximinocefalosporinas. Essa classe de frmacos representa umconsidervel incremento na potncia e no espectro de ao, particu-larmente frente a bactrias Gram negativo.2,10

Durante o perodo de maior procura por novos antibiticos,compreendido entre as dcadas de 1970 e 1980, muitos subgruposde b-lactmicos foram relatados, tais como as monobactamas,9 repre-sentadas pelas nocardicinas (naturais) e pelo aztreonam (sinttico), eas clavamas ou oxapeninas, representadas pelo cido clavulnico (6),frmaco inativador de b-lactamases.1 Os inibidores de b-lactamases

apresentam fraca ao antibitica, devido ausncia de cadeia lateralem C-6. Porm, reagem rapida e irreversivelmente com enzimas deresistncia bacteriana, com mecanismo anlogo ao da reao de peni-cilinas e cefalosporinas com a enzima transpeptidase. So geralmenteusados em combinaes com penicilinas de amplo espectro de ao.

As monobactamas so antibiticos b-lactmicos monocclicose foram isoladas de fontes naturais. As nocardicinas (7) apresentamatividade moderada in vivo frente a um pequeno grupo de bactriasGram negativo, incluindo Pseudomonas aeruginosa.2,10 O aztreonam um frmaco sinttico da classe das monobactamas com antividadeantibitica e administrado via intravenosa. Apresenta atividade frentea micro-organismos Gram positivo e bactrias anaerbias.2,10

A tienamicina (8) foi o primeiro exemplo da classe das carbapeni-

nas naturais e serviu de prottipo para o desenvolvimento de anlogossintticos como imipenem, meropenem e ertapenem. As carbapeninas

atuam de maneira anloga s penicilinas e cefalosporinas, com elevadapotncia e extraordinrio espectro de atividade frente a bactrias Grampositivo e Gram negativo, alm de boa resistncia a b-lactamases.2

Aminoglicosdeos

Os aminoglicosdeos so agentes que possuem um grupo aminobsico e uma unidade de acar. A estreptomicina (9), principal re-presentante da classe, foi isolada em 1944 de Streptomyces griseus,um micro-organismo de solo. Os aminoglicosdeos apresentamatividade melhorada em pH levemente alcalino, em torno de 7,4,onde esto positivamente carregados, facilitando a penetrao embactrias Gram negativo.2

Os antibiticos aminoglicosdicos apresentam efeito bactericidapor ligarem-se especicamente subunidade 30S dos ribossomosbacterianos, impedindo o movimento do ribossomo ao longo domRNA e, consequentemente, interrompendo a sntese de protenas.2,11O uso contnuo de antibiticos aminoglicosdeos deve ser cuidadosa-mente controlado, devido aos efeitos ototxicos e nefrotxicos. Esses

agentes so efetivos contra bactrias Gram negativo aerbicas, comoP. aeruginosa, e apresentam efeito sinrgico com b-lactmicos.1

Devido polaridade, os aminoglicosdeos devem ser adminis-trados por via injetvel. Eles tambm so incapazes de atravessar abarreira hemato-enceflica ecientemente e, portanto, no podem serusados para o tratamento de meningites, a menos que sejam injetadosdiretamente no sistema nervoso central.2,11

Macroldeos

Os macroldeos representaram cerca de 18% do total de vendasde antibiticos em 2004.9 Os macroldeos naturais caracterizam-sepela presena de lactonas macrocclicas de origem policetdica de 14ou 16 membros, ligadas a um acar e um amino-acar.1 Derivados

semi-sintticos podem apresentar anel macrocclico de 15 membros(azitromicina). A eritromicina (10), isolada pela primeira vez em1952 de Streptomyceserythreus, um dos mais seguros antibiticosem uso clnico.2 Os macroldeos so agentes bacteriostticos, queatuam pela ligao com o RNA ribossomal 23S da subunidade 50S,interferindo na elongao da cadeia peptdica durante a translaoe bloqueando a biossntese de protenas bacterianas.9,12 So usadosem infeces respiratrias como pneumonia, exacerbao bacterianaaguda de bronquite crnica, sinusite aguda, otites mdias, tonsilitese faringites. Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes,Haemophilus inuenzae eMoraxella catarrhalis so os patgenospredominantes envolvidos nestas doenas.9

A eritromicina age frente maioria dos patgenos respiratrios,

considerada segura e amplamente prescrita a crianas. Entretanto,seu limitado espectro de ao e sua limitada estabilidade em meio

Figura 5. Exemplos selecionados de cefalosporinas de 1 4 gerao


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cido resultam em uma fraca biodisponibilidade e uma variedadede outros efeitos colaterais, tais como inuncia na motilidadegastrointestinal, aes pr-arrtmicas e inibio do metabolismode frmacos. Porm, durante dcadas, esforos tm sido realizadospara se obter novos derivados da eritromicina, tanto de origemnatural quanto sinttica, com pers mais favorveis. Antibiticosmacroldeos de segunda gerao, como roxitromicina, claritromicina

e azitromicina, foram gradualmente substituindo a eritromicina,superando seu espectro de atividade, melhorando a atividade e ospers fsico-qumico e farmacocintico, alm de atenuar os efeitoscolaterais.9

Cloranfenicol

O cloranfenicol (11) foi isolado a primeira vez do micro-organismo Streptomyces venezuela. Atualmente o cloranfenicol sintetizado e somente o ismeroR,R ativo.2,9 O cloranfenicol liga-se subunidade 30S do ribossomo e parece inibir o movimento dos ri-bossomos ao longo do mRNA, provavelmente pela inibio da peptidiltransferase, responsvel pela extenso da cadeia peptdica. Uma vezque o cloranfenicol se liga mesma regio que os macroldeos e as

lincosamidas, eles no podem ser administrados em associao. Osgrupamentos nitro e ambos grupamentos lcool esto envolvidos nasinteraes. O grupo dicloroacetamida tambm importante, pormpode ser substitudo por outros grupos eletronegativos.2,9

Tetraciclinas

As tetraciclinas so antibiticos policetdicos bacteriostticosde amplo espectro e bastante ecazes frente a diversas bactriasaerbicas e anaerbicas Gram positivo e Gram negativo.2,13 Aclortetraciclina (12) foi o primeiro derivado a ser descoberto. Astetraciclinas inibem a sntese de protenas atravs da ligao com asubunidade 30S dos ribossomos, impedindo a ligao do aminoacil-

tRNA. Como resultado, a adio de novos aminocidos para oaumento da cadeia proteica bloqueada. A liberao de protenastambm inibida.2,9 A seletividade frente aos ribossomos bacteria-nos em relao aos ribossomos de eucariotos deve-se a diferenasestruturais nos ribossomos e tambm concentrao seletiva doantibitico nas clulas bacterianas.1 Devido ao aumento de resis-tncia bacteriana s tetraciclinas, o seu uso como primeira escolhana terapia antibitica tem diminudo. Entretanto, o desenvolvimentorecente de um derivado semi-sinttico desta classe, a tigeciclina(77), que inibe a bomba de euxo, indica o interesse contnuo nestaclasse de antibiticos.1 Devido presena de formas de equilbrioceto-enlico, as tetraciclinas apresentam a capacidade de quelarmetais, especialmente clcio. Portanto, seu uso no recomendadoem crianas e mulheres grvidas, uma vez que estes antibiticos

podem se acumular em dentes e ossos em formao.2

Lincosamidas

As lincosamidas tm propriedades antibacterianas similares aosmacroldeos e agem pelo mesmo mecanismo de ao. A lincomicina(13) e seu derivado semi-sinttico clindamicina (14) foram introduzi-dos na prtica clnica como antibiticos de uso oral em 1960 e 1969,respectivamente. A lincomicina foi isolada do micro-organismo desolo Streptomyces lincolnensis. A clindamicina um antibiticoamplamente utilizado, que possui melhor atividade e maior absoropor via oral. A clindamicina o frmaco de escolha para o tratamen-to de infeces perifricas causadas porBacillus fragilis ou outras

bactrias anaerbicas penicilina resistentes. Este frmaco tambmtopicamente utilizado para o tratamento de acne.2,9,14

Glicopeptdeos

Os antibiticos glicopeptdicos, vancomicina (15) e teicoplaninatm se tornado os frmacos de primeira linha no tratamento de infec-es por bactrias Gram positivo com resistncia a diversos antibi-ticos.15 A vancomicina (15), o primeiro antibitico glicopeptdicointroduzido na prtica clnica em 1959, foi isolada de amostras de

solo de Streptomyces orientalis (reclassicado comoAmycolatopsisorientalis). A elucidao da estrutura desse antibitico demorou vriosanos, at ser completa e inequivocadamente proposta na dcada de1980.9 A vancomicina apresenta uma conformao rgida importantepara a atividade. Os glicopeptdeos inibem a biossntese da parede ce-lular bacteriana pela complexao com o resduo dipeptdico terminalD-Ala-D-Ala das cadeias peptdicas que constituem a parede celular.Esta complexao impede que o substrato esteja disponvel para a aoda transpeptidase inibindo, portanto, a reao de transpeptidao.1,15O desenvolvimento de resistncia bacteriana a estes antibiticos mais lento, apesar de algumas linhagens de Staphylococcus aureushospitalares j apresentarem resistncia desde 1966.2 Eles so restritospara o tratamento de infeces causadas por bactrias Gram positivopor serem incapazes de penetrar nas membranas de bactrias Gram

negativo.9,15 A vancomicina (15) em geral o antibitico de ltimaescolha frente a patgenos Gram positivo resistentes, em particularcontra espcies deEnterococcus .

Lipodepsipeptdeos

A daptomicina (20) um lipodepsipeptdeo isolado de Strep-tomyces roseosporus e aprovado em 2003 para tratamento de infec-es causadas por bactrias Gram positivo. Seu mecanismo de aoenvolve desorganizao de mltiplas funes da membrana celularbacteriana.2,9,12 provvel que todos os antibiticos lipopeptdicosapresentem alguma penetrao na membrana devido s cadeiasalqulicas, o que promove sua desorganizao.1

Rifamicinas

A rifampicina (17) um frmaco semi-sinttico derivado da rifa-micina B (16), produto natural hbrido de policetdeos e peptdeos noribossomais. A rifamicina B (16) foi isolada de Streptomyces medi-terranei, reclassicado comoNocardia mediterranei .1 A rifampicina um inibidor da RNA polimerase, utilizada clinicamente como parteda combinao de frmacos para o tratamento da tuberculose. onico frmaco em uso clnico que bloqueia a transcrio bacteriana.1,12

Estreptograminas

A pritinamicina uma mistura de substncias macrolactonas

obtidas de Streptomyces pristinaespiralis, que podem ser utilizadasoralmente no tratamento de infeces por bactrias Gram positivo.Dois derivados semi-sintticos desta classe, quinupristina e dalfo-pristina, tm sido utilizados por via intravenosa em combinao. 2 Aquinupristina (18) derivada da pristinamicina I, uma peptideolactonacclica no ribossonal, enquanto a dalfopristina (19) deriva da pris-tinamicina IIA, um hbrido policetdico/peptdico contendo um anelmacrolactnico.1,16 Esses agentes atuam de maneira sinergstica parabloquear a translao do polipeptdeo, pela ligao na subunidade50S dos ribossomos bacterianos, na regio 23S do rRNA, sobrepondoparcialmente o stio de ligao dos macroldeos.1,14 Aparentemente,a ligao da dalfopristina (19) aumenta a anidade da ligao para aquinupristina (18), explicando o efeito sinrgico. A quinupristina (18)

inibe a elongao da cadeia peptdica, enquanto a dalfopristina (19)interfere na transferncia da cadeia peptdica de um tRNA para outro.2


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Antibiticos sintticos

Sulfonamidas e trimetoprim

As sulfonamidas, tambm conhecidas como sulfas, foram testadaspela primeira vez nos anos 1930 como frmacos antibacterianos. Umexemplo de sulfa ainda utilizada na teraputica o sulfametoxazol(22), em associao com o trimetoprim (23), para o tratamento de

pacientes com infeces no trato urinrio e tambm para pacientesportadores do vrus HIV que apresentam infeces por Pneumocystiscarinii. Cada um desses frmacos bloqueia uma etapa no metabolismodo cido flico.12 O sulfametoxazol bloqueia a enzima di-hidroptero-ato sintetase, presente apenas nas bactrias, enquanto o trimetopriminibe a di-hidrofolato redutase. Ambas as enzimas atuam na via debiossntese doN5,N10-metileno-tetra-hidrofolato, importante cofatorque fornece uma unidade de carbono na biossntese de bases pirimi-dnicas constituintes dos cidos nucleicos. A atuao destes frmacos sinrgica no bloqueio de dois diferentes passos na via bioqumicade formao deste cofator essencial.1 As sulfonamidas so, portanto,agentes bacteriostticos que atuam como antimetablitos do cidop-aminobenzoico, substrato para a di-hidropteroato sintetase bacteriana,impedindo a formao do di-hidropteroato e, consequentemente, do

N5,N10-metileno-tetra-hidrofolato.2

Quinolonas e uoroquinolonas

As quinolonas e uoroquinolonas so frmacos bactericidas muitoutilizados no tratamento de infeces do trato urinrio e tambm notratamento de infeces causadas por micro-organismos resistentesaos agentes antibacterianos mais usuais.2 Esta classe representou19% das vendas de antibiticos em 2004.9 O cido nalidxico (24),sintetizado em 1962, foi o prottipo desta classe de antibiticos. ativo frente a bactrias Gram negativo e utilizado no tratamento deinfeces do trato urinrio, porm, os micro-organismos podem ad-quirir rpida resistncia a esse antibitico. Vrios outros anlogos tmsido sintetizados, com propriedades similares ao cido nalidxico.2 A

enoxacina (25), desenvolvida em 1980, um frmaco que apresentaelevado espectro de atividade frente a bactrias Gram positivo e Gramnegativo. tambm ativo frente Pseudomonas aeruginosa, bactriaaltamente resistente a antibiticos. O desenvolvimento da enoxacina(25) foi baseado na descoberta de que um tomo de or na posio6 aumenta a atividade, bem como facilita a entrada na clula bacte-riana. Um anel piperaznico bsico na posio 7 levou ao aumento naabsoro por via oral, distribuio tecidual e estabilidade metablica.Foi observado tambm um aumento no nvel e espectro de atividade,particularmente frente a bactrias Gram negativo como Pseudomonasaeruginosa. Muitos desses benefcios so devidos ao substituinte bsicoligado posio 7 formar umzwitterion com o cido carboxlico daposio 3.2 A introduo de um substituinte cicloproplico na posio1 incrementou o amplo espectro de ao, enquanto a substituio do

nitrognio da posio 8 por um carbono reduziu as reaes adversas eaumentou a atividade frente a S. aureus. Estas modicaes originarama ciprooxacina (26), o antibitico mais ativo da classe das uoroqui-nolonas frente a bactrias Gram negativo. Esse frmaco amplamenteutilizado em infeces do trato urinrio, respiratrio e gastrointestinal,alm de infeces de pele, ossos e articulaes.2

As uoroquinolonas agem inibindo a topoisomerase IV debactrias Gram positivo e apresentam seletividade 1000 vezesmaior para enzimas bacterianas em relao s enzimas correspon-dentes em clulas humanas. Em bactrias Gram negativo, o alvodas uoroquinolonas a topoisomerase II, tambm conhecida porDNA-girase, que apresenta as mesmas funes da topoisomeraseIV.2,17 As DNA-topoisomerases mudam o nmero de ligaes no

DNA superenrolado atravs de quebras transitrias no DNA, quese torna topologicamente relaxado devido quebra temporria

em uma ta (tipo I) ou em ambas as tas ao mesmo tempo (tipoII).1,17 Topoisomerases so essenciais para a viabilidade celular emclulas procariticas e eucariticas. As quinolonas apresentam boaseletividade para clulas bacterianas.

Oxazolidinonas

A linezolida (27) um agente bacteriosttico da classe das

oxazolidinonas que apresenta um amplo espectro de ao eatividade frente a bactrias resistentes a outros antibiticos queinibem a sntese de protenas.18 A linezolida (27) liga-se subu-nidade 50S ribossomal, impedindo sua unio com a subunidade30S para formao do ribossomo 70S, essencial para o incio dasntese proteica. Desta forma, a translao no pode ser iniciada.Os outros antibiticos que inibem a sntese proteica atuam noprprio processo de translao.2,18 A linezolida (27) foi lanadaem 2000 e apresenta boa atividade frente bactrias Gram positivo.Esse frmaco pode ser administrado por via oral, porm, apresentaum alto nvel de efeitos colaterais.2,18

RESISTNCIA BACTERIANA

A resistncia pode ser considerada um fenmeno ecolgico queocorre como resposta da bactria frente ao amplo uso de antibiticose sua presena no meio ambiente.19As bactrias multiplicam-se rapi-damente, sofrem mutao e so promscuas, podendo trocar materialgentico entre linhagens de mesma espcie ou de espcies diferentes.So consideradas micro-organismos de alta capacidade de adaptaoa diversos fatores, como a exposio a agentes qumicos potentes.5,19

Antes do sculo XXI a resistncia bacteriana ocorria predomi-nantemente em ambientes hospitalares. Atualmente, a resistnciabacteriana est associada a diversos ambientes e pode atingir indiv-duos saudveis.19 Uma alternativa que pode ser adotada na tentativade contornar o problema da resistncia bacteriana o uso de terapiasassociadas.5 Porm, o uso extensivo e muitas vezes inapropriado

dos antibiticos, ms condies de higiene, uxo contnuo de via-jantes, o aumento de pacientes imunocomprometidos e a demora nodiagnstico das infeces bacterianas tm favorecido o aumento daresistncia.9 Um dos mais recentes exemplos de resistncia a anti-biticos a causada por patgenos intracelulares, que constituemum reservatrio para infeces recorrentes. Isso ocorre quando ospatgenos atacam clulas como os macrfagos e cam em um estgiode dormncia, protegidos dos efeitos dos antibiticos administrados.Atualmente, os antibiticos ampicilina e meropenem so capazes decombater mais eciente e rapidamente bactrias intracelulares doque as extracelulares.20

difcil predizer qual micro-organismo vai ser inuenciado porum determinado antibitico, pois nem sempre ocorre a resistnciacom o patgeno que est sendo focado no tratamento. Um exemplo

foi a observao de resistncia de enterococci frente vancomicinautilizada, inicialmente, para o tratamento do patgeno Staphylococcusaureus resistente meticilina.21

O conhecimento dos mecanismos bioqumicos e genticosenvolvidos na resistncia bacteriana de grande importncia parase entender como a bactria pode desenvolver a resistncia. Apesardestes mecanismos variarem de patgeno para patgeno, a resistn-cia causada por alguns fatores bsicos: inativao do antibiticodiretamente na molcula bioativa por alteraes qumicas, geralmentepromovidas por enzimas bacterianas;22 modicao do alvo que leva perda de sensibilidade ao antibitico;23 mudanas na bomba de euxoe permeabilidade externa da membrana que promovem a reduo daconcentrao do antibitico sem sua modicao qumica;16 trans-

misso do alvo algumas bactrias se tornam insensveis a algunsantibiticos porque so capazes de transmitir a inativao de uma


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determinada enzima, ou seja, os antibiticos com mecanismos deao que envolvem inibio enzimtica tornam-se inativos por noterem o alvo para atuar.25

Algumas estratgias podem ser adotadas para evitar o desenvolvi-mento de resistncia bacteriana: preveno de infeces bacterianascom o uso de vacinas, uso racional de antibiticos, controle e preven-o da disseminao de micro-organismos resistentes, descoberta e

desenvolvimento de novos antibiticos.26

Alm disso, a caracterizaodos genes responsveis pela resistncia, assim como sua localizaoe diversidade so de grande importncia para o entendimento dosfatores envolvidos na resistncia.26

Atualmente, h apenas cerca de trs compostos antibiticos comnovos mecanismos de ao em estudos pr-clnicos Fase I, sendoque estes compostos so de amplo espectro para micro-organismosGram positivo ou para infeces do trato respiratrio. O cenrio parabactrias Gram negativo ainda mais alarmante, pois no h nenhumcomposto com novo mecanismo de ao em ensaios pr-clnicos.27

Aspectos econmicos so tambm preocupantes. As indstriasfarmacuticas desejam receber o retorno nanceiro investido ao longodo processo de desenvolvimento aps terem um antibitico lanadono mercado. Entretanto, o aumento do uso de agentes antibiticos

gera tambm o rpido aumento da resistncia bacteriana, o que con-tribui para diminuir o tempo da patente. O investimento na busca deagentes antibiticos ca mais complicado, pois a descoberta de umantibitico pode levar cerca de 7-10 anos e o desenvolvimento deresistncia pode levar 7-8 anos.5

Os antibiticos mais recentes lanados no mercado e em estudosclnicos esto ilustrados na Figura 7 e pode-se destacar a signicativae contnua contribuio de produtos naturais microbianos nesta classeteraputica. A tigeciclina (77), pertecente classe das tetraciclinas,foi recentemente lanada no mercado pela indstria Wyeth. 12 Osderivados glicopeptdicos dalbavancina (21), telavancina (79) eoritavancina (82) ainda esto sendo submetidos a estudos clnicos.A telavancina (79) e oritavancina (82) atuam na terminao D-ala-

D-ala, precursores do peptdeoglicano da parede celular bacteriana.O antibitico b-lactmico ceftobiprol (80) est em estudos clnicosfase III.12 Dois novos macroldeos, telitromicina (78), lanada nomercado, e cetromicina (81), em estudos clnicos Fase III, soantibiticos que atuam no domnio V da regio 23S do rRNA. 12 Oiclaprim (83) est em Fase III de estudos clnicos e atua na inibioda di-hidrofolato redutase.12

PERSPECTIVAS PARA A DESCOBERTA EDESENVOLVIMENTO DE NOVOS ANTIBITICOS

Diversas razes justicam a necessidade urgente por novosagentes antibiticos: doenas infecciosas so a segunda maior causade mortalidade do mundo; altas taxas de resistncia microbiana,

especialmente em ambientes hospitalares; o decrscimo constanteobservado no nmero total de novos agentes antimicrobianos aprova-dos pelo FDA;28 a necessidade de agentes que atuem por mecanismosde ao diferentes aos frmacos em uso.27,29

Novas fontes de produtos naturais

Antibiticos naturais geralmente apresentam estruturas qumicascomplexas importantes para as interaes especcas e reconheci-mento por alvos macromoleculares em bactrias patognicas.30 Nestecontexto, nos ltimos 10 anos os pesquisadores tm voltado atenopara fontes naturais ainda pouco exploradas, pois organismos obti-dos de novos ecossistemas esto frequentemente associados nova

diversidade qumica.

31

Uma ampla diversidade de organismos temsido explorada nos mais diversos habitats, especialmente em locais

de condies ambientais extremas (ambientes que possuem alteraesdrsticas de temperatura, pH, umidade e/ou luminosidade).

O crescente interesse por micro-organismos marinhos, especial-mente actinobactrias, tem levado descoberta de substncias comatividade antitumoral e antibitica.32 Algumas destas substncias estoilustradas na Figura 6. O antibitico policclico abissomicina C (45)foi isolado de uma actinobactria marinha do gnero Verrucosispora e

atua inibindo a sntese do cidop-aminobenzoico.33

As marinomicinasA-D (46-49), macroldeos incomuns formados por lactonas dimricasdo cido hidroxibenzoico conjugadas com cadeias policetdicas,foram isoladas da actinobactria marinhaMarinispora e apresenta-ram atividade antibitica frente a Staphylococcus aureus resitente meticilina eEnterococcus faecium resistente vancomicina.34

Bactrias de solo ainda continuam sendo promissoras na busca deantibiticos. A platensimicina (52), isolada de Streptomyces platensi,apresentou atividade antibacteriana de amplo espectro contra Grampositivo e encontra-se em fase de estudos pr-clnicos.35,36

Outro grupo de micro-organismos que tem sido explorado so asbactrias gliding, caracterizadas como um grupo diverso de micro-organismos que possuem alta capacidade de adaptao a diferentescondies ambientais, como orestas tropicais, costa marinha, guas

sujas, areias de desertos e nos tratos gastrointestinais de seres humanos eanimais. Essas bactrias tm sido consideradas importantes na ecologiamicrobiana e compostos antibacterianos isolados destas bactrias apre-sentaram diferentes mecanismos de ao antibitica, como inibio dasntese proteica, inibio de RNA polimerase e interferncia na snteseda parede celular.37 Micro-organismos endofticos, organismos no pa-tognicos que vivem no interior de vegetais, tm sido considerados outrafonte promissora na busca de substncias bioativas. 31,38 Recentemente,novas substncias antimicrobianas tm sido isoladas de fungos endo-fticos.7,39 Os peptdeos munumbicinas A-D, isolados de Streptomycesassociado Kennedia nigriscans, apresentaram atividade frente a dife-rentes bactrias resistentes meticilina.40 Guanacastepenos A e I (50,51) foram isolados do fungo endoftico CR115. O guanacastepeno A

(50) apresentou atividade frente a cepas resistentes de Staphylococcusaureus eEnterococcus faecalis e o guanacastepeno I (51) apresentouatividade antimicrobiana frente a S. aureus.41

As plantas tambm podem contribuir na descoberta de novosantibiticos, pois possvel que produtos naturais antimicrobianospossam ser biossintetizados para prevenir e/ou combater o ataquede micro-organismos patognicos s plantas. Gibbons42 cita vriosexemplos de metablitos isolados de plantas frente a Staphylococcussp. Produtos naturais vegetais tambm tm sido apontados comoinibidores de bombas de euxo, conhecidas como bombas de resis-tncia a mltiplos frmacos, um novo alvo na busca de antibiticos.42

Fontes naturais pouco exploradas com interaes ecolgicas quepodem resultar na descoberta de compostos quimicamente diversose biologicamente ativos tm sido consideradas promissoras na busca

de novos antibiticos como, por exemplo, estudos de bactrias sim-biontes com insetos.43 Estudos qumicos das bactrias endosimbiontesLU 2184 e LU 7314 isoladas de tecidos da pulga Ceratophyllus sp.e do intestino da larva da liblula Ceoenagrion sp., respectivamente,permitiram o isolamento de dois compostos antibacterianos: bacitra-cina (LU 2184) e amicoumacina B (LU 7314).43

Peptdeos antimicrobianos foram isolados do contedo estomacalde pingins rei (Aptenodytes patagonicus)44 e da hemolinfa de for-migas bfalo oriundas da Austrlia (Myrmecia gulosa).45 Plectasina,um peptdeo com 40 resduos de amoninocidos foi isolado de umascomiceto saproftico, Pseudoplectania nigrella, e possui atividadefrente a bactrias Gram positivo.46 Trs tetrapeptdeos constitudosde aminocidos incomuns foram isolados de Streptomyces sp.47 A

partir do fungo Phoma sp. foram obtidas trs substncias antibiticas:cidos fomalnicos A-C (53-55).48


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de novos patgenos. Butler e Buss64 ilustram alguns compostos compotencial para novas classes de antibiticos, destacando-se arilomi-cina, manopeptimicina, muraimicina, caprazamicina e nocatiacina,alm de outros compostos em fase de estudos clnicos.64

Novas estratgias tm sido desenvolvidas na tentativa de otimi-zar processos de elucidao de mecanismos de ao de candidatosa frmacos antibiticos, como ensaios baseados em microarray e

biomarcadores . Essa tcnica consiste em trs etapas fundamentais:construo de uma base de dados com as respostas transcricionais deuma bactria frente a diferentes compostos antibiticos; padronizaodas concentraes e tempo de exposio dos antibiticos no ensaiocom mecanismos de ao ainda desconhecidos e a determinaode genes transcritos envolvidos em novos mecanismos de ao. Aanlise dos dados realizada comparando-se respostas de diferentesantibiticos com mecanismos de ao conhecidos com compostos demecanismos de ao desconhecidos. Os resultados so obtidos atravsdas respostas antibiticas baseadas em dados microarray dos meca-nismos de ao de antibiticos conhecidos em funo das respostastranscricionais de uma bactria (deve ter sequenciamento genticopreviamente caracterizado) por biomarcadores frente ao compostodo qual se deseja determinar o mecanismo de ao.65

Novos ensaios antibacterianos

Os ensaios celulares caracterizam-se pela deteco dos efeitos queum composto apresenta frente ao crescimento celular. Esta triagem ba-seada na anlise do fentipo pode ser informativa acerca de interaesentre os compostos e o sistema celular submetido no ensaio, porm no possvel obter nenhuma informao acerca do mecanismo de aopelo qual as substncias atuam, j que a resposta fenotpica observadapode estar relacionada a uma grande variedade de alvos responsveispelos efeitos biolgicos observados.66 Alm disso, uma desvantagemdesta abordagem que a presena de compostos citotxicos em extratosbrutos pode mascarar o potencial de outros compostos.67

Atualmente, ensaios high-throughput screening (HTS) tm sidoamplamente empregados para a descoberta e desenvolvimento denovos frmacos. Esses ensaios so realizados por equipamentosautomatizados, comumente conhecidos como robotizados, que per-mitem triagens in vitro e in vivo de grandes colees de compostos.Os ensaios HTS permitem uma rpida anlise na identicao decompostos bioativos com aplicaes qumicas e biolgicas.68

Alguns alvos possuem alta probabilidade de sucesso na buscade compostos antibacterianos: transglicosilase, que tem importantefuno na formao de substratos lipoglicopeptdicos para formaoda parede celular tem sido alvo para ensaios HTS; a sntese proteicabacteriana tem sido explorada a nvel ribossomal utilizando tcnicasde cristalograa de raios-X a m de se vericar em qual regio doRNA ribossomal o antibitico se liga; em bactrias Gram positivo a

busca de inibidores de enzimas sortases, relacionadas formao daparede de peptideoglicano, podem ser alvos para agentes bactericidase/ou bacteriostticos; enzimas que participam da via de biossntese doisopreno, descritas no metabolismo de vrias bactrias patognicas,tm sido consideradas alvos interessantes, pois so enzimas diferentesdas encontradas em seres humanos.30

Alvos envolvendo mltiplas enzimas so priorizados devido auma maior probabilidade de se encontrar molculas capazes de seligarem a uma ou mais unidades, alm de serem alvos mais difceisde favorecerem a resistncia.27 Alvos envolvendo a virulncia, quepode ser promovida por intermdio de molculas sinalizadoras emprocessos quorum sensing, tambm tm sido explorados a m de sedetectar fatores responsveis pela patogenicidade. Nas bactrias, as

clulas monitoram sua densidade populacional por meio de sinaisqumicos, os quais tm sua produo favorecida em funo do

crescimento celular bacteriano. Aps um limiar de concentrao dedensidade populacional as molculas quorum sensing podem indu-zir diferentes comportamentos para a comunidade bacteriana comobioluminescncia, produo de antibiticos, formao de biolme,virulncia, esporulao e capacidade de adaptao.67,69

Recentemente, informaes sobre estrutura molecular de altaresoluo de ribossomos tm contribudo para o desenvolvimento

de novos antibiticos que atuam a nvel ribossomal, pois permitemobservar quais caractersticas conectivas a nvel atmico dos ribos-somos e seus ligantes so importantes.70

Em muitas bactrias, a expresso de um determinado nmero degenes crucial para o metabolismo regulada por estruturas do mRNAconhecidas como riboswitches. Em algumas bactrias patognicas,essas regies regulam a expresso gentica essencial para a sobrevi-vncia ou virulncia do micro-organismo. Portanto, pode-se predizerque metablitos que interajam nas regies riboswitches podem causarefeitos letais para as bactrias, j que o composto mimtico no podedesempenhar funes semelhantes ao ligante natural. Pesquisas tmsido conduzidas utilizando essas regies como alvos para compostosantibacterianos.71

Porm, tanto os ensaios bioqumicos quanto os ensaios celulares

apresentam desvantagens por desconsiderarem a presena do hos-pedeiro infectado. importante considerar que i) algumas doenasafetam um organismo como um todo, e a maioria dos organismosno pode ser reconstituda in vitro; ii) clulas e organismos estosiologicamente correlacionados e esta interface pode ser crtica parao desenvolvimento de algumas doenas, o que no pode ser recons-titudo in vitro; iii) o progresso de uma doena tambm no pode serconstrudo in vitro. Com isso, vrios hits promissores apresentamfalhas quando submetidos a ensaios de toxicidade e eccia in vivo.Isso ocorre porque tanto os patgenos quanto as substncias subme-tidas a esses tipos de ensaios se comportam diferentemente quandoobservadas in vitro e no hospedeiro. Uma alternativa a utilizao demamferos, como ratos e cobaias, infectados com micro-organismos

patognicos. Porm, esses ensaios tm um alto custo e aspectos ticosenvolvidos.72 Organismos invertebrados com gentica bem caracte-rizada, como Drosophylla, Caenorhabditis elegans e Arabidopsisthaliana tm sido utilizados como hospedeiros de micro-organismospatognicos caracterizando novos modelos biolgicos na busca deagentes antimicrobianos.72

Caenorhabditis elegans e Danio rerio (zebrash) tm sidoutilizados em ensaios antibacterianos, contribuindo para um ensaioin vivo mais informativo, onde podem ser descobertos compostoscom atividade in vivo, incluindo pr-frmacos; compostos queatuam sobre a virulncia do micro-organismo utilizado no ensaioou compostos que aumentam a resposta imune do hospedeiro.Alm disso, podem ser detectados possveis efeitos txicos doscompostos, o ensaio pode ser realizado em HTS e a infeco pode

ser monitorada em tempo real.72Vale mencionar que muitos prottipos no so adequados ao

futuro desenvolvimento de frmacos devido a problemas relacionados farmacocintica. Com estas caractersticas, ensaios baseados emmodelos de infeco in vivo podem levar identicao de novassubstncias ativas com maior quantidade de informaes agregadas,o que pode agilizar o processo de desenvolvimento de eventuaisantibiticos a partir dos prottipos descobertos.72

CONCLUSES

As novas estratgias da pesquisa em produtos naturais micro-bianos, envolvendo a busca de substncias em micro-organismos

pouco explorados e a utilizao de ferramentas genmicas para oacesso a novos produtos naturais, aliadas aos novos ensaios biolgi-


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cos adotados nas triagens, podem acelerar o processo de descobertade novos antibiticos, extremamente importantes num cenrio derpido desenvolvimento de resistncia pelas bactrias aos agentesteraputicos disponveis.

A ampla biodiversidade existente no mundo combinada s di-versas tcnicas citadas neste trabalho indica que novos compostosantibiticos podem ser descobertos atravs da pesquisa com micro-

organismos ou outras fontes naturais.

AGRADECIMENTOS

Ao apoio nanceiro da FAPESP (Fundao de Amparo Pesquisado Estado de So Paulo), CAPES (Coordenao de Aperfeioamentode Pessoal de Nvel Superior) e CNPq (Conselho Nacional de De-senvolvimento Cientco e Tecnolgico) pelo apoio nanceiro spesquisas na forma de auxlios e bolsas de pesquisa.

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