Novo artigo da autoria de Ana Marta de Matos, investigadora do Centro de Química Estrutural (CQE), do Institute of Molecular Sciences (IMS), sobre o potencial terapêutico dos antibióticos à base de açúcares, foi publicado a 24 de janeiro, na 4.ª edição da revista European Journal of Organic Chemistry (EurJOC), uma publicação dedicada à Química Orgânica. O artigo foi destacado na capa da revista.

“Recent Advances in the Development and Synthesis of Carbohydrate-Based Molecules with Promising Antibacterial Activity” é o nome do artigo de revisão disponível online desde setembro de 2022, e destacado pelos editores da revista como “Very Important Paper” [artigo muito importante], uma classificação que dá destaque à relevância do tópico e impacto na sociedade.

O trabalho apresentado é um artigo de revisão, isto é, constitui um levantamento dos artigos mais relevantes e casos de sucesso recentemente publicados, apresentando a potencialidade das moléculas à base de açúcares na descoberta de novos agentes antibióticos.

Com o crescente aumento da resistência antibacteriana, existe uma necessidade urgente de desenvolver novos antibióticos, com mecanismos de ação inovadores, explica a investigadora, pelo que o tema está na ordem do dia. Ao compilar os esforços de pesquisa mais recentes nesta área, o artigo pretende incentivar investigadores a aprofundarem a sua pesquisa no tratamento farmacêutico com glicoantibióticos.

No artigo são apresentadas três grandes classes de glicoantibióticos: os bactericidas, que causam a lise celular e matam a célula; os agentes bacteriostáticos, que impedem o crescimento e proliferação da célula; e os ligandos de adesinas, açúcares que se ligam a proteínas que existem à superfície das bactérias, impedindo que as mesmas se alojem no epitélio do hospedeiro e, consequentemente, que a infeção se estabeleça. Ana Marta de Matos expõe as metodologias mais comuns e mais utilizadas de modificação dos açúcares em moléculas bioativas, neste caso, antibióticos, evidenciando a versatilidade destes compostos.

“Sinto-me orgulhosa e muito contente. Neste artigo, o meu trabalho é de mensageira, não é trabalho original, mas creio que mostra os meus interesses e a minha vontade de comunicar esta importante mensagem, que está também na base da investigação que desenvolvo e que espero genuinamente que venha a dar frutos.” Ana Marta de Matos

Bactérias gram-negativas no centro das atenções

Em 2018 um grupo de investigadores da Faculdade liderou um projeto sobre a utilização de antibióticos compostos por açúcares, para o combate de bactérias gram-positivas. O estudo deu origem ao artigo "Sugar-based bactericides targeting phosphatidylethanolamine-enriched membranes”, publicado na Nature Comunications.

Inspirada por este trabalho, Ana Marta de Matos iniciou um projeto de investigação, no qual pretende aplicar os conhecimentos adquiridos, mas desta vez para o combate a bactérias gram-negativas, nomeadamente as três estirpes classificadas como de prioridade máxima pela Organização Mundial de Saúde. 

As bactérias gram-negativas são as mais problemáticas, explica a investigadora, pois apresentam mais suscetibilidade ao desenvolvimento de mecanismos de resistência. Além disso, dado que têm duas membranas celulares com características muito dispares, é mais difícil encontrar antibióticos capazes de atingi-las. A ideia do projeto é utilizar os resultados existentes e dar uma “nova roupagem” aos compostos antibacterianos, através da utilização de agentes adjuvantes que permeabilizem a membrana externa, para que os açúcares possam atingir o seu alvo terapêutico - a membrana interna.

Num segundo projeto, financiado na 5.ª Edição do Concurso CEEC - Concurso Estímulo ao Emprego Científico da FCT, o objetivo é transformar estes compostos já estudados em pró-fármacos, adicionando-lhes um açúcar, para que eles próprios consigam passar a membrana externa, entrar no espaço periplasmático e, após biotransformação pela bactéria, chegar à membrana interna.

O potencial dos açúcares no desenvolvimento de novos antibióticos

Devido à sua multifuncionalidade e complexidade estereoquímica, os açúcares são moléculas únicas. Presentes em todos os organismos vivos, funcionam não só como fontes de energia, mas também como constituintes estruturais e elementos fundamentais nos processos de comunicação célula-célula. Pela sua compatibilidade biológica natural, os açúcares são materiais de partida biodegradáveis, além de exibirem um vasto potencial de derivatização química com vista ao desenvolvimento de novos antibióticos.

Os compostos-líder atualmente explorados pela investigadora foram também alvo de escrutínio neste artigo de revisão, pelo seu potencial enquanto glicoantibióticos do futuro. Estes compostos demonstraram uma maior afinidade para lípidos mais comummente encontrados nas membranas das bactérias do que nas membranas das células humanas, o que se traduz numa ação seletiva, com baixa toxicidade para células saudáveis, em níveis de concentração bactericida mínima.

Além disso, estes compostos apresentaram uma menor suscetibilidade a mecanismos de resistência, conferida pelo seu mecanismo de ação inovador. Uma bateria de testes permitiu perceber que, face à presença destes compostos, as bactérias não desenvolvem resistência da mesma forma que o fazem com os antibióticos convencionais, razão pela qual são tão promissores.