O que surgiu primeiro, o antibiótico ou a resistência? Os primeiros estudos relacionados com a existência de genes de resistência foram bastante pragmáticos e conclusivos quanto a esta questão. Previamente à descoberta e introdução dos antibióticos por parte do Homem, vários estudos revelaram a existência de factores de resistência na natureza, em comunidades livres de qualquer pressão farmacológica, como foi o caso da observação, em 1946, de Escherichia coli resistente à estreptomicina e tetraciclina, muito antes de estes fármacos serem descobertos e estarem disponíveis para utilização (Gardner et al. 1969), o que levava a crer que a fonte mais provável dos tais factores de resistência seria a microbiota ambiental. Podemos então apontar o ambiente e os microorganismo que nele vivem, como a origem de muitos dos genes de resistência existentes, sendo alguns bastante semelhantes aos genes hoje observados em estirpes patogénicas (Canton 2009; Wright 2010b).
Com a evolução da ciência, e da genética em particular, foi possível aprofundar esta análise ambiental aos genes de resistência, e o desenvolvimento da área da metagenómica e das ferramentas de sequenciação, permitiu provar que as bactérias ambientais, principalmente provenientes do solo, mas não só, contêm um vasto número de elementos genéticos capazes de conferir resistência antimicrobiana (Martinez 2012). Todo este novo conhecimento conduz então a outra questão: qual a função destes genes de resistência presentes em hospedeiros em ambiente “virgem”, sem pressões selectivas? Abordando esta temática, José Martínez, em 2012, dividiu a evolução dos genes de resistência em duas eras distintas. A primeira, que durou até à utilização de antibióticos por parte do Homem, define os genes de resistência como sendo cromossómicos, e possuíndo diversas funções: desde desintoxicação do próprio antibiótico produzido, passando por funções na biosíntese do próprio antibiótico (Benveniste e Davies 1973), ou na biosíntese da parede celular, como é o caso das beta-lactamases (Jacobs
et al. 1994), até ao transporte de moléculas sinalizadoras ou desintoxicação de metabolitos
(Martinez et al. 2009). Assim sendo, é possível que muitos genes de resistência possuam uma função dupla nas bactérias. De forma a introduzir a segunda época na evolução dos genes de resistência, Martínez, afirma ainda que, apesar de um gene plasmídico ser capaz de produzir resistência aos antibióticos num hospedeiro novo, isso não significa que o mesmo gene possua o mesmo efeito no seu hospedeiro de origem (Martinez 2012).
A falta da estrutura bioquímica e do contexto genético num novo hospedeiro, obriga o gene transferido a limitar a sua função à resistência (Baquero et al. 2009), fenómeno que pode ser apelidado de exaptação, que é uma adaptação biológica consequente de pressões selectivas. E foi exactamente isso que o Homem fez durante as várias décadas de utilização massiva dos antibióticos, quer na área da medicina humana e veterinária, quer na área ambiental, na agricultura e na pecuária, tornando mais célere o processo evolutivo da segunda era. Análises realizadas através de um arquivo de solos, permitiu observar um aumento significativo de genes de resistência aos antibióticos desde 1940, o que apoia a tese de que a utilização de antibióticos pelos humanos veio contaminar os ecossistemas e acelarar o processo evolutivo dos genes de resistência (Knapp et al. 2010).
A transversalidade da resistência antimicrobiana afecta diferentes ecossistemas e cada um com diferentes genes de resistência. A capacidade de transferência dos elementos genéticos móveis com genes de resistência contribui também para uma maior transversalidade, sendo possível observar genes de resistência até em animais selvagens que
teoricamente não teriam qualquer contacto com antibióticos (Costa et al. 2006; Martinez 2009; Poeta et al. 2009).
Mudamos agora o foco para os animais, visto serem um dos alicerces desta dissertação, mais especificamente os animais selvagens, que representam um grande e importante reservatório de genes de resistência a antibióticos de importância clínica. Concentrados neste facto, vários grupos de investigação, incluindo aqueles nos quais esta tese foi desenvolvida, investigam a existência e prevalência de bactérias multirresistentes em animais selvagens, caracterizando-as geneticamente e analisando os seus mecanismos de transferência genética (Costa et al. 2008; Poeta et al. 2009; Radhouani et al. 2013a). Vários estudos foram também desenvolvidos sobre a responsabilidade humana no aparecimento de genes multirresistentes em populações isoladas. Consensualmente, concluiu-se que a probabilidade de encontrar níveis de resistência maiores em animais selvagens é proporcional à proximidade das populações humanas (Osterblad et al. 2001), mostrando que até nestes ecossistemas, de certa maneira “virgens”, o uso intensivo de antióticos pelo Homem se fez sentir.
A contaminação de vários ecossistemas com elementos genéticos de resistência, através de um uso excessivo de antibióticos, provocou pressões selectivas que inequivocamente contribuiram para a rápida evolução dos genes de resistência e o desenvolvimento de reservatórios ambientais de resistência aos antibióticos (Allen et al. 2010). Desde 1940, o uso de antibióticos de maneira abusiva e muitas vezes sem critério por parte do ser humano, tem contaminado irreversivelmente vários ecossistemas. Nas áreas da medicina humana e veterinária, na agricultura, na indústria alimentar, na pecuária e na aquacultura, os antibióticos foram utilizados com diferentes objectivos, desde a terapeûtica e profilaxia, passando pelos pesticidas na agricultura e pelos produtos de esterilização na indústria e na investigação, até aos produtos de limpeza que são utilizados no quotidiano (Allen et al. 2010). Nos animais, os antibióticos foram administrados não só como terápicos, mas também, em doses subterapeûticas, como promotores de crescimento, que preveniam o apareciemento de infecções e promoviam o aumento de peso (Torres e Zarazaga 2002), prática esta que entretanto foi proibida na União Europeia no ano de 2006, como já referido.
O que podemos concluir é que a evolução da resistência aos antibióticos e o estudo desta problemática é altamente complexo, transversal a várias áreas e vários ecossistemas, e dependente de múltiplos factores. Transversal a várias áreas, pois requer esforços concertados
de profissionais de diferentes sectores, não só de médicos e profissionais da saúde, mas também de legisladores, governantes, investigadores, profissionais da área farmaceûtica, como é óbvio, de todos nós consumidores de antibióticos, e até de economistas e profissionais da área das finanças, visto que os custos económicos derivados de infecções através de bactérias multirresistentes são muito elevados, rondando 1.5 biliões de euros todos os anos na União Europeia. Transversal a vários ecossistemas, porque, como já podemos constatar, os genes de resistência podem ser observados nos mais variados ambientes: hospitalar e clínico; em animais selvagens, de companhia e de produção alimentar; na agricultura, nos solos, na água e nos químicos utilizados; e até, surpreendentemente, nas populações mais remotas, sem qualquer contacto com antibióticos ou com civilizações modernas (Bartoloni et al. 2009; Pallecchi et al. 2007). E por fim, complexo e dependente de vários factores como (Torres 2012):
a) a pressão selectiva criada pelos antibióticos (não só utilizados pelo ser humano mas também sintetizados por alguns microorganismos) sobre as bactérias dos diferentes ecossistemas, bem como a influência selectiva de alguns compostos como metais pesados, detergentes e biocidas presentes no ambiente;
b) a existência do resistoma antibiótico que contem todos os genes que influenciam, directa ou indirectamente, a resistência aos antibióticos, e que está em constante evolução;
c) a capacidade genética das bactérias em captar e transferir genes de resistência através de elementos móveis como os plasmídeos;
d) a fácil incorporação dos genes de resistência em bactérias epidémicas que rapidamente se propagam em ecossistemas específicos, como hospitais e explorações animais; e) a existência de comunidades bacterianas onde a transferência de genes de resistência ocorre activamente.
Por todos estes factos, a resistência aos antibióticos e o seu estudo são de elevado interesse, não só da comunidade científica, mas da sociedade em geral. De forma a perceber o impacto do uso de antibióticos, a disseminação de genes de resistência e os seus mecanismos genéticos e prever a sua evolução, estudos como o desta dissertação são realizados em diversos ecossistemas, neste caso em animais selvagens. Tudo isto com um objectivo central, bem definido, de desenvolver estratégias de controlo e programas de vigilância à resistência
aos antibióticos em bactérias patogénicas e comensais. Apesar de todos os esforços e investigações, os estudos sobre a resistência aos antibióticos ainda estão numa fase inicial e é importante sublinhar que os genes de resistência levam milhões de anos de avanço relativamente aos nossos conhecimentos, visto que a resistência aos antibióticos é um fenómeno natural que já ocorre há milénios.
Assim sendo, e tentando responder à questão inicialmente proposta, o que parece ter surgido primeiro terão sido os genes de resistência, como resposta genética à presença de compostos tóxicos semelhantes aos antibióticos, muitos deles sintetizados pelas próprias bactérias. E desde a existência de bactérias, há milhões de anos, que os genes de resistência têm evoluído, sendo prova disso as descobertas de genes de resistência em amostras de pergelissolo do Estreito de Bering com 30,000 anos e em amostras recolhidas na Gruta de Lechuguilla no Novo México, que esteve isolada durante quatro milhões de anos (Bhullar et
al. 2012; D'Costa et al. 2011). Resumindo, os estudos nesta área são extremamente
importantes e necessários para aprofundar o conhecimento sobre os mecanismos de transferência, manutenção e evolução da resistência aos antibióticos (Martinez 2012).