Modelo matemático para combater resistência a antibióticos

Novo modelo matemático, que considera o sistema imunitário e compara diferentes tratamentos, desenvolvido no Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) pode tornar-se um instrumento no combate de bactérias resistentes aos atuais antibióticos.

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antibiotico
Foto: ©Bernard Walker

“Os antibióticos são necessários para tratar infeções bacterianas graves, mas o seu uso indevido ou abusivo tem contribuído para um aumento da resistência de bactérias”, indica comunicado do IGC. É frequente acontecerem situações de resistência das bactérias aos antibióticos atuais. O desenvolvimento de novos antibióticos que possam eficazmente atuar nas situações de bactérias resistentes “não acompanha a velocidade a que as resistências se desenvolvem”. Neste caso torna-se “importante promover um uso mais racional dos medicamentos disponíveis”.

Erida Gjini e Patrícia H. Brito, investigadoras no IGC e na Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Nova de Lisboa, abordaram este problema desenvolvendo um modelo matemático para comparar diferentes tratamentos.

As investigadoras “incluíram tratamentos agressivos, onde se usa a maior dose possível de antibiótico, e terapias moderadas, que combinam tempo de administração adequado, dose reduzida do fármaco e curta duração do tratamento, de modo a compreender de que forma o problema de resistência a antibióticos possa ser minimizado sem comprometer a saúde dos pacientes”.

Para desenvolver o modelo “as investigadoras utilizaram análises matemática e simulações computacionais para comparar tratamentos com dose e duração fixas de antibiótico, com tratamentos onde a dose e a duração acompanham os sintomas do paciente”.

Erida Gjini, citada em comunicado, refere que “a imunidade do hospedeiro é um fator importante, embora seja muitas vezes ignorada no processo de eliminação de infeções. Uma resposta imune forte pode reduzir substancialmente a necessidade de realizar tratamentos agressivos. Nós só temos que descobrir como”.

Nesta linha de investigação, para além “de parâmetros chave como a taxa de crescimento do patogénio e a dosagem de antibióticos, a equipa interdisciplinar do IGC integrou também no modelo informações sobre o sistema imunológico do hospedeiro”.

As informações sobre o sistema imunológico ao serem introduzidas no modelo permitem que este possa responder de forma mais personalizada a casos concretos, como explica Patrícia H. Brito, citada no comunicado, “podemos quantificar a forma como a resposta do sistema imunitário, juntamente com o timing apropriado, a dosagem e a duração da terapia, determina o sucesso ou fracasso do tratamento com antibióticos. Através da utilização de simulações também poderemos prever se algumas reincidências são causadas por bactérias sensíveis que possam ser tratadas com o mesmo antibiótico, e não por bactérias resistentes como é geralmente assumido”.

O modelo desenvolvido pelas investigadoras, e que foi publicado na revista científica PLoS Computational Biology, pode vir a integrar-se na prática clínica, pois, como refere Erida Gjini, “a otimização de tratamentos na Era da medicina personalizada irá necessitar cada vez mais de indicadores quantificáveis da resposta do sistema imunitário do hospedeiro, patologia e processos de recuperação durante a infeção. As abordagens matemáticas e computacionais, como a utilizada neste estudo, serão fundamentais para integrar essas informações com a prática clínica”.

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