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A descoberta dos antibióticos a partir da Penicilina em 1928 revolucionou o mundo da medicina no tratamento contra infecções bacterianas. Com os estudos ao longo dos anos, novos antibióticos foram surgindo e com eles foi se compreendendo melhor os seus mecanismos de ação, que acabariam por inviabilizar a multiplicação dessas colônias bacterianas, levando-as a morte. Porém, as bactérias possuem aparatos que lhe conferem uma adaptação à presença de antibióticos, com isso, estes micro-organismos se tornam resistentes a esses medicamentos.

Nos últimos anos, o número de bactérias que desenvolveram resistência a maior parte dos antibióticos existentes cresceu exponencialmente, dificultando o tratamento quimioterápico em pacientes que apresentam infecções bacterianas. Devido a isso, os cientistas buscam meios de combater esses organismos por outras abordagens. A partir desta, surge então, uma técnica inovadora, que utiliza a luz como um fator atuante na eliminação e inibição do crescimento das colônias bacterianas.

Basicamente, as bactérias possuem em seu interior, estruturas moleculares chamadas cromóforos, que são capazes de absorver determinados comprimentos de ondas da luz. Essas estruturas, são moléculas que quando excitadas, podem gerar compostos á base de oxigênio, conhecidos como espécies reativas de oxigênio (ERO’s), que tem uma alta capacidade de reagir com outros componentes intracelulares, podendo alterar a estrutura de proteínas, do material genético e da membrana celular, causando a morte do organismo.

Estudos realizados na Universidade Nacional de Chonnam na Coréia do sul mediram os efeitos bactericidas de diferentes comprimentos de onda em três modelos bacterianos patogênicos in vitro¹. Os comprimentos de onda utilizados eram 425 nm (azul), 525 nm (verde) e 625 nm (vermelho) que foram emitidos através de lâmpadas especiais conhecidas como LED (Lighting-Emitting Diode).  As bactérias usadas como modelo eram Porphyromonas gengivalis; Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Como resultado, os pesquisadores encontraram que o comprimento de onda do azul foi capaz de eliminar as três espécies, enquanto que o verde eliminava S. aureaus, mas diminuía a viabilidade das outras duas espécies. Já o LED vermelho, não apresentava efeitos bactericidas nas três espécies estudadas.

Esse tipo de resultado demonstra a capacidade bactericida do LED azul, sendo viável empregá-lo em terapias de tratamento dentário, por exemplo. Onde se poderia substituir o uso de antibióticos, ou combiná-los para se aperfeiçoar sua eficácia do tratamento. Os trabalhos realizados com esse tipo de terapia, conhecido como Fototerapia, envolvem diversos fatores que podem influenciar no resultado final. Pode-se citar como exemplo: o tipo de comprimento de onda utilizado, fluência, potência, tempo de exposição, área de irradiação e modelo celular empregado.

Diferentes bactérias, também podem reagir de forma diferente na presença da luz. Um estudo realizado na Universidade Nacional de Cingapura decidiu avaliar os efeitos bactericidas do LED azul e verde e analisar o papel de um cromóforo na molécula de coproporfirina nesse processo, onde neste estudo, foram utilizadas seis bactérias, das quais três eram gram-positivas e três gram-negativas, todas patogênicas².

A diferenciação das bactérias gram-positivas e gram-negativas está principalmente na constituição de sua membrana celular. Segundo os autores constatou-se que: as bactérias gram-positivas são mais susceptíveis à luz azul em comparação às gram-negativas, muito provavelmente, pela maior presença de coproporfirinas que absorvem a luz azul, gerando ERO’s e levando a morte celular. As gram-negativas também demonstraram sensibilidade, porém menor. Com relação à luz verde, esta se mostrou menos eficaz que a luz azul para efeitos bactericidas.

Vale ressaltar que, o mecanismo de ação da luz no efeito bactericida ainda não é muito bem elucidado, a hipótese mais aceita é justamente a presença de cromóforos em moléculas, como flavinas, porfirinas e coproporfirinas presentes no interior desses organismos que acabam por formar espécies reativas de oxigênio que ocasionam a morte celular. Por conta disso, estudos mais investigativos in vitro e in vivo devem ser realizados, para que se possa compreender melhor o mecanismo de ação da luz em modelos bacterianos, na qual poderá se cogitar com mais seguridade a substituição de antibióticos por luz. Esses resultados se mostram promissores, onde, talvez, em um futuro não muito distante, estaremos, realizando tratamentos fototerápicos, no combate a infecções bacterianas.

Referências:

  1. KIM, S. et al. In Vitro Bactericidal Effects of 625, 525, and 425 nm Wavelength (Red, Green, and Blue) Light-Emitting Diode Irradiation. Photomedicine and Laser Surgery, 2013, v. 31(11), p. 554–562.
  2. KUMAR, A. et al. Kinetics of bacterial inactivation by 405 nm and 520 nm light emitting diodes and the role of endogenous coproporphyrin on bacterial susceptibility. Elsivier: Journal of photochemistry and photobiology. 2015. v. 149, p. 37-44.
Rickson Ribeiro
Discente do curso de graduação em Ciências Biológicas, modalidade de Bacharelado, iniciado em 2017, atualmente no 4° e ultimo ano, pela Fundação Educacional Serra dos Órgãos (UNIFESO) - Teresópolis (RJ). Representante do Diretório Acadêmico de Ciências Biológicas: Darwin & Wallace. Bolsista em iniciação cientifica pelo CNPq no projeto Floresta-Escola (2018-2020), que atua em ações e estudos de reflorestamento desde 2014. Estagiou na Unidade Transfusional do Hospital das Clinicas Constantino Ottaviano (2019). Estagiando no Laboratório de Biofotônica do UNIFESO, com estudos relacionados à fotorreativação enzimática em modelos bacterianos de E. coli. Sou aquele que acredita que a luz para o progresso seja o conhecimento e, para isso, o investimento na curiosidade é o que instiga a busca de novas descobertas.