Investigadores do Centro de Engenharia Biológica da Universidade do Minho estão a criar uma nova forma de tratar infeções graves e resistentes a antibióticos com vírus que atacam bactérias. A investigação foi motivada por um caso clínico reportado pela médica veterinária que o tinha em mãos aos investigadores da universidade, com o objetivo de encontrar uma terapêutica eficaz. A abordagem da terapia fágica tem-se mostrado uma resposta promissora para esta problemática sanitária global.
Tudo começou com um caso clínico de uma paciente − uma cadela Cocker Spaniel − que já tinha recuperado de uma hérnia discal, à qual tinha sido cirurgicamente intervencionada, mas que, um mês após a sua alta, voltou à clínica onde estava a ser seguida – o Centro de Reabilitação Oliveiras, do Grupo Veterinário Oliveiras, no Porto − com um segundo episódio de hérnia. A responsável técnica pelo serviço de Dor e Reabilitação do grupo que acompanhou o caso, Cátia Mota e Sá, conta que na segunda intervenção “tudo decorreu aparentemente com normalidade, mas um atraso num processo de cicatrização da linha de sutura revelou uma infeção profunda dos tecidos, com dois abcessos e vários trajetos fistulosos, junto aos dois locais de intervenção cirúrgica”. O material colhido para cultivo, veio revelar a presença de uma “infeção mista, multirresistente, por Escherichia coli e por Staphylococcus pseudointermedius”, explica a médica veterinária, acrescentando que “o perfil de sensibilidade antibiótica destas duas bactérias era muito limitador, uma vez que, se para a E. coli tínhamos uma opção terapêutica, para a S. pseudointermedius as opções recaíam apenas sobre antibióticos destinados à utilização hospitalar humana”. Este mostrou-se, assim, um caso de infeção multirresistente, para a qual não havia uma decisão fácil a tomar. Simultaneamente, o maneio deste animal obrigava a uma gestão igualmente difícil em termos de prevenção de contaminação ambiental e de todos quantos os que lidavam com ele. “Com esta situação, estávamos perante um dilema ético e deontológico, divididos entre a certeza de que não deveríamos recorrer a um antibiótico de utilização restrita e hospitalar em humanos e o dever de ajudar este animal. Tendo os tutores uma grande estima e amor por este animal, sentíamos que tínhamos de encontrar uma solução terapêutica capaz, pois a alternativa poderia passar por uma decisão de eutanásia”, revela Cátia Mota e Sá.
O grupo de investigação do CEB tem sido frequentemente contactado no sentido de disponibilizar bacteriófagos para combater infeções multirresistentes para serem administrados a pacientes humanos, até em outros países europeus, mas mais recentemente também têm sido abordados pela comunidade veterinária portuguesa com o intuito de aplicar terapia fágica em diferentes animais
Fagos ativos contra Staphylococcus sp. visualizados por microscopia eletrónica de transmissão.
Foi nesta altura que a médica veterinária decidiu contactar o Centro de Engenharia Biológica (CEB) da Universidade do Minho (UM) para que, através da investigação, a pudessem ajudar com o caso que tinha em mãos. A primeira vez que ouviu falar da terapia fágica foi num programa de televisão, através de uma entrevista realizada à professora doutora Joana Azeredo, que faz parte deste grupo. “De facto, nada acontece por acaso… Esta situação do diagnóstico surgiu em dezembro, durante o período em que estávamos a ponderar as nossas opções (nomeadamente realizar uma limpeza cirúrgica dos abcessos e remoção dos trajetos fistulosos). Nesse programa televisivo fiquei a conhecer um pouco sobre o trabalho desenvolvido pelo grupo de investigação do CEB percebendo pelos exemplos dados que esta terapia fágica − desenvolver vírus que conseguem matar bactérias que escapam à ação dos antibióticos − poderia ter potencial para a aplicação na medicina veterinária”, conta. De acordo com a responsável técnica pelo serviço de Dor e Reabilitação do grupo Veterinário Oliveiras, o contacto com os investigadores do CEB não foi imediato. “Sentia que o trabalho em questão não seria tanto de aplicação prática clínica, mas sim experimental”. O tema despertou-lhe curiosidade levando-a a ler e a explorar mais sobre o assunto. “Na altura também me aconselhei junto de um colega e amigo próximo que trabalha na Organização Mundial da Saúde (OMS), precisamente no grupo de trabalho dedicado às resistências aos antibióticos. Aliás, foi ele quem me impulsionou a contactar a professora Joana Azeredo, dizendo que a terapia fágica era já uma realidade atual”, revela.
Quanto à reposta, Cátia e Mota e Sá sublinha que não poderia ter sido mais positiva. “A disponibilidade foi imediata e estou muito grata a este grupo de investigadores pelo esforço e dedicação ao procurar encontrar soluções para os problemas que foram surgindo, sem nunca considerarem desistir”. E, deste grupo de investigação, faz parte Luís Melo que, pela sua experiência nas espécies Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis, deu seguimento ao caso.
Luís é formado em Biologia pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. Em 2010 mudou-se para o Centro de Engenharia Biológica da Universidade do Minho para iniciar o Programa Doutoral em Engenharia Biomédica. O seu trabalho de doutoramento envolveu o isolamento e caracterização de bacteriófagos contra biofilmes de Staphylococcus epidermidis. Após finalizar o doutoramento integrou o grupo de Bacteriophage Biotechnology Group do CEB. E, desde aí, que a sua linha de investigação tem sido baseada no estudo de interações entre bacteriófagos e as suas bactérias hospedeiras, nomeadamente em diferentes espécies do género Staphylococccus. De acordo com o investigador, o grupo tem sido frequentemente contactado no sentido de disponibilizar bacteriófagos para combater infeções multirresistentes para serem administrados a pacientes humanos, até em outros países europeus, mas mais recentemente também têm sido abordados pela comunidade veterinária portuguesa com o intuito de aplicar terapia fágica em diferentes animais. Luís Melo realça a importância deste caso em particular: “Permitiu dar conhecer melhor o Staphylococcus pseudointermedius e a sua relevância nomeadamente na área veterinária. Os resultados preliminares motivaram-me a escrever projetos de investigação e desenvolvimento neste setor.”
As fases da investigação
Depois de enquadrado o caso clínico, a investigação começou a dar os primeiros passos. E foi necessário definir etapas. “Primeiro foi preciso isolar a bactéria S. pseudointermedius em causa. O passo seguinte foi verificar em laboratório se a coleção de bacteriófagos pertencente ao banco do CEB teria atividade contra a bactéria em questão. O primeiro contratempo ocorreu quando se verificou a ausência de atividade dos fagos disponíveis sobre a estirpe em questão”, começa por explicar a médica veterinária Cátia Mota e Sá. O passo seguinte, refere o investigador Luís Melo, teve como objetivo o isolamento de fagos a partir de amostras ambientais. “Os fagos são muito abundantes na natureza. No laboratório, usando a bactéria-alvo, temos a capacidade de isolar fagos a partir de diferentes amostras. Neste caso, tivemos sucesso com alguma rapidez quando usámos como amostra a água de lavagem da cadela infetada. Posteriormente vimos que o fago era extremamente ativo contra a bactéria responsável pela infeção, de modo a garantir a segurança.” A estratégia acabou por ser bem-sucedida, tendo sido possível isolar fagos com atividade sobre a estirpe em questão.
Quantificação de um fago de Staphylococcus sp. após diluições sucessivas
A etapa seguinte passou pela decisão da via de administração. “Face à profundidade e extensão da infeção decidimos que a via endovenosa seria a mais adequada. Até porque ao longo deste processo, apesar de se manterem os abcessos em profundidade nos tecidos, não só havia inúmeros trajetos fistulosos, como o animal havia entretanto deixado de drenar o material purulento, pelo que não tínhamos forma de garantir uma eficácia terapêutica com aplicação local. Esta opção de administração endovenosa era possível, no entanto requeria um processo de purificação prévio”, explica Cátia Mota e Sá.
Com todos os recuos e avanços − mais o processo de isolamento e purificação −, os fagos ficaram prontos a ser aplicados cerca de dois meses após o primeiro contacto. No entanto, não foi possível aplicá-los ao paciente que deu origem à investigação. “Foi diagnosticada uma insuficiência renal sensivelmente na altura do nosso primeiro contacto com o CEB. Com muita tristeza de todos, a cadela acabou por ser eutanasiada na mesma semana em que tínhamos os fagos disponíveis para administração”, lamenta Cátia Mota e Sá.
Luís Melo, por sua vez, denota a utilidade e a importância dos resultados, justificando que a maioria dos estudos reportados de casos de infeção por Staphylococcus sp. são em S. aureus, sendo, por isso, residuais os dados bibliográficos e os estudos efetuados com fagos de S. pseudointermedius. “Os resultados foram extremamente promissores. Isolámos um dos primeiros fagos descritos contra esta bactéria e, mais importante, este fago mostrou ser extremamente ativo contra a bactéria que estava a causar infeção na paciente.”
Luís Melo denota a utilidade e a importância dos resultados, justificando que a maioria dos estudos reportados de casos de infeção por Staphylococcus sp. são em S. aureus, sendo, por isso, residuais os dados bibliográficos sobre fagos de S. pseudointermedius. “Os resultados foram extremamente promissores. Isolámos um dos primeiros fagos descritos contra esta bactéria e, mais importante, este fago mostrou ser extremamente ativo contra a bactéria que estava a causar infeção na paciente”
Placas fágicas de um fago de Staphylococcus sp. após isolamento
A investigação, ainda em curso, pretende agora obter mais estirpes bacterianas isoladas em animais infetados para que a coleção de fagos existente consiga cobrir a grande maioria das solicitações que têm e preveem ter por parte da classe veterinária. E, para isso, alerta Luís Melo, “seria muito importante haver um grande envolvimento da comunidade veterinária para nos fornecer isolados bacterianos. Todos os fagos que teremos na nossa coleção serão sujeitos a uma caracterização completa de modo a garantir a segurança de todos os produtos que viermos a desenvolver”.
Resistência antimicrobiana em Portugal
Portugal é o quarto país da Europa que apresenta as mais altas taxas de mortalidade por infeções causadas por bactérias resistentes a antibióticos. A VETERINÁRIA ATUAL quis perceber junto do investigador e da médica veterinária o impacto deste fenómeno na saúde humana e animal e a importância de abordar e estudar o tema.
Luís Melo começa por sublinhar os dados da OMS, realçando o caracter premente da investigação que tem vindo a desenvolver e que espera vir a ter aplicação na clínica. “A OMS estima que em 2050 as infeções multirresistentes poderão levar a 10 milhões de mortes humanas por ano em todo o mundo. Apesar da quantidade de mortes na saúde animal estar por determinar, os números previstos são alarmantes. Em 2017, a mesma organização estabeleceu uma lista dos microrganismos prioritários sugerindo aos investigadores e indústria farmacêutica que se focassem em procurar alternativas viáveis aos antibióticos.”
“A OMS estima que em 2050 as infeções multirresistentes poderão levar a 10 milhões de mortes humanas em todo o mundo. Apesar da quantidade de mortes na saúde animal estar por determinar, os números previstos são alarmantes. Em 2017, a mesma organização estabeleceu uma lista dos microrganismos prioritários sugerindo aos investigadores e indústria farmacêutica que se focassem em procurar alternativas aos antibióticos viáveis” − Luís Melo, investigador do CEB
Numa perspetiva mais técnica, Cátia Mota e Sá, explica como funciona o mecanismo da resistência aos antibióticos. “Da pressão exercida pelos antibióticos sobre os vários agentes bacterianos conhecidos resulta a seleção de algumas estirpes que sofrem naturalmente mutações que lhes permitem escapar à ação desses mesmos antibióticos. Na prática, andamos ao longo de décadas a contribuir para a seleção de estirpes naturalmente mais agressivas e resistentes, o que nos levou, menos de 100 anos depois da descoberta da penicilina, a ter de debater e tomar medidas sobre este tema”. Relativamente ao impacto na saúde humana sabemos que é enorme, como tem sido amplamente discutido. A médica veterinária acrescenta que as consequências são nefastas “sobretudo em ambiente hospitalar onde estas estirpes multirresistentes habitam em ambientes onde a pressão para essa seleção é ainda maior, levando assim à morte de doentes que poderiam, noutro contexto clínico, sobreviver. Não esqueçamos ainda que nesses mesmos ambientes hospitalares circulam pessoas que também podem ser veículos de transmissão destes agentes para fora destes contextos, o que naturalmente acarreta um maior problema para a saúde pública em geral”.
Já na saúde animal, à pressão seletiva exercida pela utilização de antibióticos com o objetivo de tratar infeções bacterianas, junta-se também a utilização dos antibióticos em contexto “profilático” e “metafilático”. O impacto direto sobre a saúde animal é similar ao que ocorre na saúde humana – “animais a sofrerem infeções cada vez mais agressivas e resistentes” – realça Cátia Mota e Sá. Contudo, não pode ser esquecido que também aqui há consequências para a saúde humana: “no caso concreto dos animais de companhia, a relação de proximidade entre os animais e seus detentores e famílias facilita a contaminação ambiental e aumenta o risco de transmissão animal-humano. Além da transmissão de bactérias cada vez mais resistentes, temos também o problema dos resíduos dos antibióticos que contaminam os efluentes naturais e se introduzem na cadeia alimentar, aumentando ainda mais essa pressão seletiva.”, acrescenta.
No que à prática clínica de pequenos animais diz respeito, a responsável técnica pelo serviço de Dor e Reabilitação do grupo Veterinário Oliveiras diz que nos últimos anos têm sido já alguns os casos em que se deparou com situações de infeções bacterianas multirresistentes, para as quais apenas existiam como opção terapêutica antibióticos que, de acordo com as boas práticas de utilização dos antibióticos, devem estar apenas reservados à utilização humana. Esta realidade crescente levanta na medicina veterinária um conflito entre o dever de tratar e cuidar de um animal e o dever de reserva na utilização desses mesmos antibióticos. “Este conflito foi, aliás, o que motivou todo este processo junto do CEB-UM. A abordagem, que oferece uma alternativa à terapêutica antibacteriana, parece-me por todos os motivos já aqui apresentados, uma opção que merece ser dada a conhecer aos colegas”, refere a médica veterinária.
No que à prática clínica de pequenos animais diz respeito, Cátia Mota e Sá diz que é comum deparar-se com o conflito entre o dever de tratar e cuidar de um animal e o dever de não utilizar determinados antibióticos destinados apenas ao uso hospitalar e humano. “Este conflito foi, aliás, o que motivou todo este processo junto do CEB-UM. A abordagem, que oferece uma alternativa à terapêutica antibacteriana, opção que merece ser dada a conhecer aos colegas”
Aproximar as clínicas dos laboratórios e das universidades
Cátia Mota e Sá e Luís Melo denotam uma certa estanquicidade entre os grupos de trabalho de investigação e os profissionais que lidam na prática com situações clínicas reais, ainda que considerem fundamental esta aproximação que, aos poucos, dizem começar a ser mais evidente. “Esta é uma realidade que tem vindo a alterar-se, seja porque temos cada vez mais clínicos também envolvidos em projetos de doutoramento e investigação fazendo essa ponte de forma natural, seja porque a informação científica está acessível e disponível para quem a quiser consultar”, contextualiza Cátia Mota e Sá. Para a médica veterinária, a proximidade entre as universidades e entidades importantes, como a Ordem dos Médicos Veterinários, as associações profissionais e os canais de informação disponíveis para a classe, seria fundamental para uma melhor comunicação entre as diversas realidades.
Luís Melo, com uma clara perceção do que se passa do lado da investigação, sublinha a importância de os investigadores procurarem os problemas reais que ocorrem na prática clínica, assim como os médicos estarem atentos e recetivos às soluções que têm vindo a ser estudadas, o que irá contribuir para a “administração de uma melhor terapia em cada caso concreto”.
Cátia Mota e Sá destaca ainda os benefícios de transpor o conhecimento obtido em laboratório para o contexto clínico, existindo assim oportunidade de aplicabilidade prática desse mesmo conhecimento e permitindo encontrar soluções para os desafios reais enfrentados diariamente. “Acredito que são bastantes os colegas que lidam diariamente com este tipo de infeções multirresistentes, para os quais ou não têm nenhuma solução terapêutica ou ponderam utilizar antibióticos destinados ao uso hospitalar e humano (o que levanta inevitavelmente questões éticas e deontológicas). Ao tomarem conhecimento tanto desta terapia e deste grupo particular de trabalho, talvez ponderem recorrer quando se depararem com casos clínicos similares, contribuindo também assim para o desenvolvimento desta terapia emergente e inovadora”, refere.
No caso concreto da terapia fágica, a médica veterinária considera que todos − pessoas e animais – “têm a ganhar no curto, médio e longo prazo, já que a problemática das resistências aos antibióticos é atualmente mais uma crise sanitária global para a qual temos todos de fazer parte para a solução”. E aqui entramos em território One Health. Para a responsável técnica, no contexto atual, nunca este conceito fez tanto sentido. “Assenta precisamente numa articulação multidisciplinar, multissetorial e cooperativa, a nível local, regional, nacional e global, entre os vários setores da saúde humana e animal, tendo como objetivo a obtenção de uma melhor saúde para pessoas, animais e meio ambiente. As áreas de intervenção onde o conceito One Health é particularmente relevante são precisamente as áreas da segurança alimentar, do controlo de zoonoses e da gestão das resistências aos antibióticos, todas elas áreas do âmbito da intervenção médico-veterinária.”
No caso concreto da terapia fágica, a médica veterinária Cátia Mota e Sá considera que todos − pessoas e animais – “têm a ganhar no curto, médio e longo prazo, já que a problemática das resistências aos antibióticos é atualmente mais uma crise sanitária global para a qual temos todos de fazer parte para a solução”
Ainda no campo dos benefícios da terapia fágica, Luís Melo alerta para o impacto diminuto que a sua utilização tem no microbioma humano e animal, assim como no meio ambiente. “Quando são administrados antibióticos, 40 a 90% são excretados e podem contaminar solos e águas, o que pode levar ao aumento da disseminação de resistências a antibióticos no ambiente. No que concerne ao uso de fagos, sendo estes vírus, algo que existe na natureza e inclusivamente no nosso corpo, pode e deve ser visto como uma forma natural e sustentável de tratar diferentes infeções”, conclui.
Em que consiste a terapia fágica?
O trabalho do Centro de Engenharia Biológica da Univerisdade do Minho assenta no desenvolvimento de uma coleção de bacteriófagos bem caracterizados e aplicação em cães com infeções causadas por Staphylococcus pseudointermedius resistentes a antibióticos. Esta aplicação enquadra-se na chamada terapia fágica que, de acordo com Luís Melo, consiste na aplicação de bacteriófagos − comummente designados por fagos. “Estes são vírus específicos para infetar bactérias, sendo os seus predadores naturais. A infeção de uma bactéria com estes vírus, leva à lise da célula bacteriana numa questão de minutos. É estimada a presença de 1031 partículas fágicas no nosso planeta, sendo por isso consideradas as entidades mais abundantes na Terra”, explica. Dentro de várias vantagens que a terapia fágica possui, o investigador dá relevo à sua “especificidade”. “Enquanto os antibióticos possuem um largo espetro de ação, normalmente um fago apenas é ativo contra uma espécie bacteriana, não tendo por isso qualquer impacto no nosso microbioma. Esta terapia tem vindo a mostrar resultados muito promissores. Por exemplo, um artigo recentemente publicado na Revista Nature descreve como uma equipa de investigadores americanos conseguiu salvar um homem recorrendo à terapia fágica. Países como a Alemanha, França, Suíça e Bélgica têm vindo a intensificar a sua utilização. No caso de Portugal, no entanto, este tipo de terapia ainda não está a ser utilizada no tratamento de doentes.”
*Artigo publicado originalmente na edição n.º 151 da revista VETERINÁRIA ATUAL, de julho/agosto de 2021.
