Quer enganar uma bactéria? Então use as sulfas

Tempo de leitura: 7 minutos

ehrlichNo último artigo do Ensinando & Aprendendo eu falei um pouco sobre o papel dos antibióticos baseados em anéis do tipo β-lactama, que incluía a penicilina G e seus derivados. Outra classe muito interessante de moléculas com atividade antibiótica (neste caso específico, poderia ser considerado como antimetabólica) são as sulfas, ou as derivadas da sulfanilamida. Como o próprio nome indica, essa classe de compostos possui um átomo de enxofre (por isso o radical sulf), e a descoberta da atividade dessas moléculas foi bem interessante. Mas antes de começar a falar das sulfas propriamente ditas, devemos ter em mente que no início do século XX não tínhamos a ampla variedade de medicamentos existentes hoje. Na prática, o que existiam eram as velhas e boas ervas, chás, xaropes e emplastros. No caso de uma infecção, a pessoa simplesmente estava condenada a morte, ou no melhor dos casos a amputação dos membros. Realmente era muito diferente da nossa realidade. Nesta época, um nome que se destacou muito na pesquisa dos fármacos foi o de Paul Ehrlich (o senhor à direita), que ganhou o prêmio nobel de medicina em 1908. Ehrlich trabalhou, pesquisou, e sintetizou um número enorme de moléculas com atividade farmacológica. O objetivo de Ehrlich era encontrar as “balas mágicas”, que seriam medicamento capazes de matar o agente causador da doença (bactérias, fungos, protozoários etc), mas que não matariam (ou não trariam grandes efeitos colaterais) ao enfermo.  Dentre os vários compostos estudados por Ehrlich estavam os corantes. Por exemplo, ele descobriu que corante tripan I podia combater a tripanossomíase.  Na verdade Ehrlich começou a desenvolver a quimioterapia, nome dado por ele, que na raiz da palavra é o uso de substâncias químicas no tratamento de doenças. Uma vez dado o devido mérito a Ehrlich, podemos falar de um nome fundamental para a descoberta da atividade medicinal das sulfas, Gerhard Domagk (o senhor à esquerda), que ganhou o prêmio Nobel de medicina em 1939. Domagk estava numa situação em que poderíamos descrever como sendo entre a “cruz e a espada”. A filha dele feriu o dedo com um alfinete e contraiu uma séria infecção por estreptococos. Na verdade, ela estava na iminência da morte. Domagk trabalhava numa fábrica de corantes, e ele já sabia do sucesso de alguns corantes no tratamento de doenças (trabalho do Ehrlich). Um corante desenvolvido na empresa em que ele trabalhava, o vermelho prontasil (mostrado abaixo), havia apresentado atividade farmacológica em camundongos contra a proliferação de estreptococos, mas parecia ser ineficaz nos estudos in vitro (no “tubo de ensaio”). No desespero de poder ver sua filha morrer, ele decidiu administrar algumas gotas do corante, via oral, na menina. Para a alegria dele, e de muitas pessoas posteriormente, o corante fez efeito, e a menina se salvou.

prontosil

Mas porque o corante não funcionava nos experimentos in vitro, mas tinha atividade in vivo (nos camundongos e na filha de Domagk)? Isso só foi descoberto alguns anos depois. Na verdade, o vermelho prontosil não possuía nenhuma atividade farmacológica, mas sim um produto de sua decomposição, a sulfanilamida. Acontecia que quando o vermelho prontosil era administrado in vivo, dentro do organismo, ele se fragmentava e liberava a sulfanilamida, e esta tinha atividade antibiótica! Quando o teste era realizado in vitro o vermelho prontosil permanecia estável, e sem liberar a sulfanilamida, não matava estreptococo algum! A sulfanilamida é a molécula mostrada abaixo.

coranteesulfanilamida

A partir dessa descoberta foi possível sintetizar uma grande família de moléculas com atividade antibiótica baseadas na sulfanilamida, que ficaram mais conhecidas como sulfas. No período da Segunda Guerra muitos soldados foram salvos graças as sulfas. Um soldado que possuía acesso a esses medicamentos poderia se considerado um supersoldado. Era como se ele possuísse um poder milagroso de restauração (apenas para termos uma ideia do que era o mundo sem remédios). Por outro lado, um soldado sem acesso a medicamentos, ao sofrer algum ferimento, era quase certo perder o membro ou morrer. Pode parecer exagero, mas é verdade! Mas … por que as sulfas possuem todo esse poder contra as infecções? Bom … o entendimento do mecanismo de ação das sulfas só ficou mais claro na década de 40, graças ao trabalho de D. D. Woods, e notem que é bem interessante. Funciona mais ou menos da seguinte maneira. As bactérias, como qualquer organismo vivo, precisam produzir (ou captar) alguns nutrientes essenciais, e um deles, tanto para as bactérias como para o ser humano é o ácido fólico (ou vitamina B9, ou ainda vitamina M), que está mostrado abaixo.

acidofolico

Diferentemente do ser humano, que precisa ingerir o ácido fólico, as bactérias são capazes de sintetizá-los. Essa capacidade de “fazer em casa” o ácido fólico é fantástica, mas também é nela que reside a fragilidade das bactérias ante as sulfas. Como assim? Notem que no centro da estrutura do ácido fólico tem uma região destaca em azul. Essa região é o ácido p-aminobenzóico substituído. As bactérias usam o ácido p-aminobenzóico (PABA) para construir o ácido fólico. No entanto, quando fornecemos a sulfanilamida (ou derivados) para a bactéria, ela simplesmente se confunde, e começa a usar a sulfanilamida para sintetizar o ácido fólico, e simplesmente não consegue fazê-lo! Entenderam bem? A bactéria “olha” para a sulfanilamida e “acha” que é o PABA, e com isso ela acaba morrendo porque não consegue sintetizar o ácido fólico para se manter viva. Legal, não é? Em termos de hoje, podemos dizer que as bactérias são “troladas” pelas sulfas. Isso acontece porque para as bactérias, as duas moléculas, o PABA e a sulfanilamida, são muito parecidas. Embora do ponto de vista químico não sejam tão idênticas, elas apresentam praticamente o mesmo tamanho, e parece que isso é o suficiente para confundir as bactérias.

pabaesulfanilamida

Com a descoberta da atividade antibiótica da sulfanilamida, muitas outras sulfas foram sintetizadas pela simples substituição do átomo de hidrogênio do grupo sulfanamida (-SOONH2). Muitas dessas sulfas atuam em infecções específicas, como é o caso da sulfapiridina que age contra a pneumonia, e a sulfatiazole que atua nas infecções do duto gastrointestinal. Vale ressaltar que um medicamento ainda muito utilizado é a sulfadiazina de prata, que é um “sal de sulfa” usado como pomada antisséptica para queimaduras. Algumas sulfas derivadas da sulfanilamida são mostradas abaixo.

derivados

Hoje as sulfas não são tão usadas como nos primeiros anos após sua descoberta. A medicina e a farmacologia evoluíram e novos medicamentos, mais potentes, e com menos efeitos colaterais, foram sintetizados. Mas sem dúvida alguma, a população mundial deve muito a existência das sulfas, pois por muito tempo foram os únicos antibióticos (neste caso antimetabólicos) disponíveis. Entenderam? Mais uma vez chamo atenção que a referência principal desse post, assim como o do anterior falando da penicilina, foi baseado no livro “Os Botões de Napoleão – 17 Moléculas que Mudaram o Mundo“, o qual recomendo muito a leitura.

E ai gostaram? Se sim, então me ajudem compartilhando o artigo, curtindo a página do Facebook e se escrevendo no canal no Youtube. Por sinal, a versão em vídeo desse post está logo abaixo para quem quiser assistir. E como sempre o comentário de vocês será muito bem vindo.

Solomons, T. W. G.; Fryhle, C. B. – Química Orgênica, 10ª Ed. LTC.