Pesquisadores do Laboratório de Biologia Estrutural Aplicada do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP deram um passo crucial rumo à produção de formas mais seguras do antibiótico gentamicina, amplamente utilizado para tratar infecções bacterianas. A equipe do Centro de Pesquisa em Biologia de Bactérias e Bacteriófagos (Cepid B3) explorou a formação dos componentes que constituem o medicamento, descobrindo padrões inéditos que podem ser aproveitados para criar versões menos tóxicas da gentamicina. O estudo foi publicado em artigo na revista científica ACS Chemical Biology.

Embora a gentamicina seja bastante eficaz como pomada para infecções de pele, seu uso em outros tratamentos ainda é limitado devido à toxicidade potencial, principalmente para os rins e ouvidos. Produzida pela bactéria Micromonospora purpurea, a gentamicina possui cinco moléculas, cada uma com diferentes níveis de atividade antibiótica e toxicidade.

O professor Márcio Dias, líder do estudo e do Laboratório de Biologia Estrutural Aplicada, explica que a separação e compreensão dessas moléculas é fundamental para aprimorar o medicamento. A pesquisa focou em um passo chave na produção de dois desses cinco componentes, que possuem estruturas muito semelhantes, mas se diferenciam apenas por um rearranjo atômico.

“Esse processo é catalisado pela enzima GenB2, que transforma a gentamicina C2 em C2a”, destaca Dias. “Sem essa enzima, a gentamicina C2a não seria formada, e a droga teria apenas quatro componentes”. Ele acrescenta que mesmo pequenas variações nesse processo podem impactar tanto a eficácia quanto a toxicidade do antibiótico.

Ao investigar a estrutura e o funcionamento da GenB2, os pesquisadores descobriram que a enzima opera de maneira única. “Ela usa a vitamina B6 para catalisar suas reações”, explica o professor do ICB. “Embora outras epimerases [enzimas catalisadoras que fazem a reação química] também utilizem essa vitamina, a GenB2 tem uma estrutura tridimensional distinta e um comportamento exclusivo, usando um aminoácido raro, a cisteína, que não é conservado em outras enzimas dessa classe.”

Os achados deste estudo podem abrir novos caminhos para o desenvolvimento de versões mais seguras e seletivas da gentamicina. “Podemos manipular o processo de produção para obter formas extremamente puras dessas moléculas, potencialmente reduzindo sua toxicidade”, afirma Dias. No futuro, ele prevê a possibilidade de ajustar a atuação da GenB2 para produzir apenas a gentamicina C2 ou C2a, o que seria um avanço significativo no tratamento de infecções bacterianas com menos efeitos adversos. O artigo com o estudo completo pode ser visto neste link.