Existem dois tipos principais de bactérias, e essas categorias refletem a biologia dos micróbios e sua vulnerabilidade a diferentes antibióticos.
Com informações de Live Science.
A maioria das espécies de bactérias pode ser amplamente dividida em dois grupos, conhecidos como gram-positivos e gram-negativos. Essas categorias refletem grandes diferenças na biologia dos micróbios e também ditam como os médicos tratam infecções bacterianas.
Mas quais são as diferenças entre bactérias gram-positivas e gram-negativas?
Os nomes em si datam de 1884, quando o bacteriologista dinamarquês Hans Christian Gram desenvolveu um procedimento de coloração para visualizar bactérias sob o microscópio. Primeiro, ele aplicou um corante, chamado violeta genciana, que penetra tanto na parede protetora quanto na membrana das bactérias, colorindo assim o material interno. Então, ele adicionou o mineral iodo, que formou um complexo com o corante que não se decompunha na água, “fixando” assim a coloração no lugar.
Após serem lavadas com álcool, algumas bactérias permaneceram azuis ou roxas, enquanto outras não retiveram a mancha. O primeiro grupo foi apelidado de “gram-positivo”, enquanto o último foi designado “gram-negativo”.
O experimento de coloração de Gram apontou para algum tipo de diferença nas estruturas de várias células bacterianas. No entanto, foi somente no início dos anos 1950 que os cientistas começaram a entender as diferenças na composição química das paredes celulares bacterianas que fazem a diferença na coloração.
Diferenças entre bactérias gram-positivas e gram-negativas
Todas as bactérias têm uma parede celular composta de fios semelhantes a malhas de uma grande molécula chamada peptidoglicano, que envolve a membrana celular. Uma parede celular fornece à célula bacteriana robustez e ajuda a manter sua forma e pressão interna. No entanto, existem algumas diferenças importantes entre as duas classes de bactérias.
Primeiro, as bactérias gram-negativas têm uma parede celular fina, com cerca de 1,5 a 10 nanômetros de diâmetro, enquanto as bactérias gram-positivas têm uma parede celular espessa, medindo cerca de 20 a 80 nanômetros.
Segundo, as paredes celulares das bactérias gram-negativas são cercadas por uma membrana externa que tem propriedades diferentes da membrana interna envolvida pela parede. Essa membrana externa está envolvida em permitir que nutrientes entrem na célula e possam aderir a outras células próximas, uma função que desempenha um papel nas infecções. As bactérias gram-positivas, por outro lado, não têm essa membrana externa.
Ambas as classes de bactérias compartilham estratégias que usam para resistir a antibióticos, disse Mark Blaskovich, pesquisador professoral e líder de grupo na Universidade de Queensland, na Austrália, à Live Science em um e-mail. Por exemplo, estruturas chamadas “bombas de efluxo” na membrana celular permitem que as células bacterianas bombeiem antibióticos que entram na célula.
As células bacterianas também podem produzir enzimas que inativam quimicamente os antibióticos; estas incluem enzimas betalactamase, que inativam a classe de antibióticos que inclui a penicilina. As células bacterianas também podem alterar as partes de sua biologia visadas pelos antibióticos, como proteínas ou gorduras; isto é equivalente a mudar a fechadura para que a chave não sirva mais, disse Blaskovich.
As bactérias também podem adquirir resistência a antibióticos de células bacterianas vizinhas, mesmo que pertençam a uma espécie totalmente diferente. Isso ocorre porque os micróbios podem trocar pequenos pedaços de DNA que carregam genes de resistência a antibióticos de uma célula bacteriana para outra. Esses genes podem ser negociados por meio de contato físico direto entre as células em um processo chamado conjugação.
Dito isso, quando se trata de resistência a antibióticos, as bactérias gram-negativas levam uma vantagem graças às suas membranas duplas.
A membrana externa de bactérias gram-negativas bloqueia fisicamente algumas moléculas antibióticas grandes e que odeiam água (hidrofóbicas), como vancomicina e rifampicina. Como esses tratamentos são bloqueados de entrar na célula, isso torna os micróbios naturalmente resistentes aos medicamentos, disse David Livermore, professor de microbiologia médica na University of East Anglia, no Reino Unido, à Live Science por e-mail.
Pequenos antibióticos que gostam de água (hidrofílicos) podem atravessar a membrana externa, mas a membrana ainda retarda sua entrada. Se uma dada bactéria tem a capacidade de destruir ou bombear para fora o antibiótico que entra, “isso se torna muito mais eficiente ao restringir sua taxa de entrada”, disse Livermore.
Ele comparou a célula bacteriana gram-negativa a um castelo com pequenos portões na parede. Como os inimigos — medicamentos antibióticos — estão chegando lentamente, os defensores — mecanismos de defesa das bactérias — têm mais facilidade para lidar com eles. Se a batalha fosse em um campo aberto, os inimigos correriam todos de uma vez e os defensores seriam rapidamente dominados.
Como as bactérias gram-negativas são tão boas em combater antibióticos, elas representam uma ameaça particularmente grande à saúde humana, de acordo com a Organização Mundial da Saúde.
A membrana externa extra das bactérias gram-negativas geralmente lhes dá uma vantagem sobre as bactérias gram-positivas quando se trata de derrotar antibióticos. No entanto, certos medicamentos existentes, como polimixinas, e alguns novos medicamentos experimentais têm como alvo essa membrana externa, danificando-a ou impedindo sua fabricação, disse Livermore. Atualmente, esses medicamentos são usados como um tratamento de último recurso para infecções bacterianas gram-negativas que são resistentes a vários antibióticos.
