Moléculas surgem como opções inovadoras para tratar infecção do pulmão por fungo
Substâncias agem sobre a enzima urease, importante para a sobrevivência dos fungos causadores da criptococose
A criptococose é uma doença fúngica grave que acomete os pulmões e o sistema nervoso central, podendo levar à morte. As opções de tratamento, porém, são restritas devido à alta toxicidade dos medicamentos, que podem debilitar ainda mais os pacientes, geralmente imunocomprometidos. Por esta razão, um dos patógenos causadores da doença – o fungo da espécie Cryptococcus neoformans – é considerado prioridade crítica para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas pela Organização Mundial da Saúde (OMS).
Neste contexto, pesquisadores do Laboratório de Quimioterapia Antifúngica, liderado por Kelly Ishida do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP, em colaboração com cientistas da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), estudam substâncias desenvolvidas em laboratório na busca por novos compostos antifúngicos para o tratamento da criptococose. Em um estudo publicado na revista ACS Omega, 34 novas moléculas foram avaliadas quanto à sua capacidade de inibir o crescimento e a atividade enzimática dos fungos Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii. Quatro delas apresentaram resultados promissores, demonstrando baixa toxicidade e potente atividade contra diferentes fatores de virulência dos patógenos, ferramentas que favorecem a infecção.
A pesquisadora Thayná Barreto, pós-doutoranda do ICB, explica que as células dos fungos são parecidas com as células do corpo humano, por isso os tratamentos disponíveis costumam ser agressivos.
“Se uma molécula está matando o fungo, provavelmente ela também pode matar uma célula humana.” Tendo isso em mente, a ideia central do projeto, desenvolvido durante o doutorado de Thayná, foi procurar por substâncias que atingissem um alvo terapêutico relacionado aos patógenos, mas que estivesse ausente no organismo humano: a enzima urease.
O papel da urease na criptococose
A infecção pelo Cryptococcus ocorre pela inalação do fungo, que está presente comumente no ambiente, em árvores e fezes de pombos, por exemplo. Ao atingir o pulmão, o fungo pode se reproduzir rapidamente, causando a criptococose pulmonar, ou pode ser reconhecido pelo sistema imune, que vai ativar as células de defesa para neutralizar o invasor. Uma das células ativadas neste processo é o macrófago (célula do sistema imunológico), que fagocita o patógeno invasor; ou seja, internaliza o fungo, e em seguida acidifica o ambiente para causar a sua morte.
É nesse momento que a urease entra em cena: o fungo produz essa enzima capaz de transformar a ureia (naturalmente presente no organismo) em amônia (uma substância com pH básico) e neutralizar a acidez produzida pelo macrófago para, assim, escapar do dispositivo de defesa do corpo humano. Ao sobreviver dentro do macrófago, o patógeno consegue viajar através da corrente sanguínea sem ser reconhecido pelo sistema imune, até chegar ao sistema nervoso, onde causa a forma mais grave e mortal da doença, a meningite criptocócica. Esse mecanismo é chamado de Cavalo de Troia.
Existe, ainda, a hipótese de que a amônia produzida pela urease também seja tóxica para a barreira hematoencefálica – membrana que protege o sistema nervoso central – tornando-a permeável aos fungos e facilitando a infecção.
Grupo de Prioridade Crítica da lista de patógenos fúngicos prioritários da OMS – Foto: Lista de patógenos fúngicos prioritários da OMS para orientar a pesquisa, o desenvolvimento e as ações de saúde pública (2022)/OMS
Resultados promissores
As 34 moléculas testadas no estudo fazem parte de uma biblioteca de inibidores de urease construída pela equipe do professor Ângelo de Fátima, da UFMG. Os pesquisadores tinham conhecimento, desde o início, que as substâncias possuem a capacidade de inibir a enzima urease produzida por plantas. Mas isso não significa, necessariamente, que elas seriam ativas contra a urease de fungos. Thayná explica que essa diferença se dá devido a pequenas alterações na estrutura da enzima produzida por diferentes espécies.
A boa notícia é que quatro das moléculas em estudo inibiram a produção de urease no fungos Cryptococcus mesmo em concentrações muito baixas, em escala nanomolar, o que indica uma alta potência. Além disso, os pesquisadores observaram que as moléculas têm ação fungicida, ou seja, podem causar a morte dos patógenos – algumas delas, em apenas duas horas.
No tratamento da criptococose, estas características são bastante relevantes porque impedem que os patógenos estejam viáveis por tempo suficiente para atingir o sistema nervoso central. Quanto mais rápida a inativação dos fungos, menores as chances de o paciente desenvolver meningite criptocócica.
As análises demonstraram, ainda, a ação das novas substâncias sobre outros mecanismos de defesa dos patógenos. A cápsula fúngica, a membrana plasmática e a melanina presente dentro da parede celular – três estruturas de proteção que facilitam o estabelecimento da infecção – também foram perturbadas pelas substâncias, o que tornaria os fungos mais vulneráveis tanto ao sistema imune quanto a outros medicamentos.
“A nossa ideia é tentar descobrir um inibidor de urease que, se não for uma estratégia terapêutica primária, possa ao menos potencializar os fármacos disponíveis e aumentar sua eficácia, reduzindo o tempo de tratamento”, explica Thayná.
Por fim, para avaliar a toxicidade das substâncias, ou seja, se elas causam danos a células saudáveis, a pesquisadora realizou um teste com larvas – etapa anterior ao teste em ratos ou camundongos – e nenhuma das substâncias foi tóxica. Esse resultado indica que, caso venham a se tornar medicamentos, esses compostos provavelmente terão menos efeitos adversos.
Os resultados positivos observados em laboratório (in vitro) foram corroborados por testes computacionais (in silico), que também indicaram parâmetros farmacocinéticos e toxicológicos favoráveis. A pesquisadora afirma que seguirá estudando essas substâncias através de teste em animais (in vivo) para confirmar sua potência e a ausência de toxicidade, além de buscar compreender mais a fundo a estrutura da enzima urease produzida pelos fungos.
O artigo Novel Inhibitors Targeting Urease Promote Fungicidal and Antivirulence Effects in Cryptococcus foi publicado na revista ACS Omega e pode ser lido aqui: https://pubs.acs.org/acsodf/article/11/27/40601/5172473/Novel-Inhibitors-Targeting-Urease-Promote
Matéria: Eduarda Antunes Moreira | Jornal da USP.
