Resistência bacteriana e potencial terapêutico: carbapenemases e o uso de extratos de plantas medicinais na tríplice fronteira (Brasil, Paraguai e Argentina)

Doutorado em Ciência Animal com Enfase em Produtos Bioativos
Autor: Aline Cristiane Cechinel Assing Batista
Orientador: Daniela Dib Gonçalves
Defendido em: 31/03/2025

Resumo

A resistência bacteriana representa uma das maiores ameaças à saúde pública global, ainda mais quando agravada pela disseminação de cepas resistentes aos carbapenêmicos, como Klebsiella pneumoniae produtora de carbapenemases (KPC e NDM). Diante disso, a tríplice fronteira entre Brasil, Paraguai e Argentina, marcada por intensa mobilidade populacional, caracteriza-se como uma região de alto risco para o desenvolvimento de surtos epidêmicos relacionados a essas cepas com perfil de multirresistência. Dessa forma, esse trabalho teve por objetivo investigar o perfil de resistência de Klebsiella pneumoniae produtora de carbapenemases (KPC e NDM) em um hospital de urgência na tríplice fronteira entre Brasil, Paraguai e Argentina, compreendendo os aspectos sociodemográficos dos pacientes afetados e avaliar a eficácia dos extratos de Terminalia catappa, Banisteriopsis caapi e Psychotria viridis contra essas cepas resistentes. Analisou-se 48 casos de K. pneumoniae KPC e/ou NDM, com amostras coletadas principalmente em UTIs. Observou-se resistência de 100% às penicilinas, cefalosporinas e carbapenêmicos; 95,8% aos aminoglicosídeos e sulfonamidas; e menor resistência à colistina (22,9%) e ceftazidima/tazobactam (39,6%). As cepas de KPC (60,4%) foram mais prevalentes, seguidas pelas de NDM (27,1%) e pela co-resistência (12,5%). O perfil clínico dos pacientes atingiu mais homens, com idade média de 64 anos, residentes em Foz do Iguaçu e usuários do sistema público de saúde. Acerca do potencial terapêutico, os extratos de Terminalia catappa (7 copas), Banisteropsis caapi e Psychotria viridis (Ayahuasca) foram testados quanto à atividade antimicrobiana, através da técnica de Microdiluição em caldo frente a algumas cepas de K. pneumoniae selecionadas (10 cepas KPC, 10 cepas NDM e 5 cepas co-resistentes). P. viridis demonstrou a melhor eficácia, com concentração inibitória mínima (CIM) entre 2,5 mg/mL e 5 mg/mL, enquanto B. caapi apresentou resultados muito próximos. Já T. catappa apresentou uma CIM de 10 mg/mL. Em contrapartida, a combinação de P. viridis e B. caapi resultou em menor atividade antimicrobiana, com CIM aumentada de 20 mg/mL, sugerindo que o uso combinado não foi vantajoso. Diante disso, os resultados destacam o grave impacto da resistência bacteriana na tríplice fronteira e a necessidade de alternativas terapêuticas. O extrato de P. viridis surge como uma opção promissora para o desenvolvimento de novos antimicrobianos, embora estudos adicionais sejam imprescindíveis para elucidar os compostos ativos, mecanismos de ação e possíveis combinações com medicamentos convencionais. Em conjunto, as pesquisas enfatizam a relevância de monitoramento contínuo e de estratégias inovadoras no combate às cepas multirresistentes, especialmente em regiões de alta vulnerabilidade epidemiológica. Vale ressaltar que essa temática cumpre a tarefa 3.d dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), proposta pela Organização das Ações Unidas (ONU), pois contribui para o desenvolvimento de estratégias de prevenção e gestão em saúde, com o intuito de assegurar bem-estar e proteção à saúde em um contexto global.

Palavras-chave

Ayahuasca. Fronteira trinacional. Klebsiella pneumoniae. Banisteropsis caapi. Psychotria viridis. Terminalia catappa.

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Title

Bacterial resistance and therapeutic potential: Carbapenemases and the use of medicinal plant extracts in the tri-border area (Brazil, Paraguay, and Argentina)

Abstract

Bacterial resistance represents one of the greatest threats to global public health, especially when exacerbated by the spread of carbapenem-resistant strains, such as carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae (KPC and NDM). In this context, the triple border between Brazil, Paraguay, and Argentina, characterized by intense population mobility, is identified as a high-risk region for the development of epidemic outbreaks related to these multidrug-resistant strains. Thus, this study aims to investigate the resistance profile of carbapenemase producing Klebsiella pneumoniae (KPC and NDM) in an emergency hospital on the triple border between Brazil, Paraguay and Argentina, to understand the sociodemographic aspects of affected patients and to evaluate the efficacy of Terminalia catappa, Banisteropsis caapi and Psychotria viridis extracts against these resistant strains. A total of 48 cases of K. pneumoniae KPC and/or NDM were analyzed, where samples were mainly collected from intensive care units and showed significant resistance to various antibiotics such as penicillin (100%), cephalosporins (100%), carbapenems (100%), aminoglycosides (95.8%), and sulfonamides (95.8%), except for colistin (22.9%) and ceftazidime/tazobactam (39.6%). KPC strains (60.4%) were more prevalent, followed by NDM strains (27.1%) and co-resistance (12.5%). The clinical profile of the patients revealed most males, with an average age of 64 years, residing in Foz do Iguaçu and using the public health system. Regarding therapeutic potential, extracts of Terminalia catappa (7 copas), Banisteropsis caapi, and Psychotria viridis (Ayahuasca) were tested for antimicrobial activity against K. pneumoniae strains. P. viridis demonstrated the best efficacy, with a minimum inhibitory concentration (MIC) between 2.5 mg/mL and 5 mg/mL, while B. caapi showed very similar results. T. catappa had an MIC of 10 mg/mL. In contrast, the combination of P. viridis and B. caapi resulted in lower antimicrobial activity, with an increased MIC of 20 mg/mL, suggesting that the combined use was not advantageous. Therefore, the results highlight the severe impact of bacterial resistance in the triple border and the need for therapeutic alternatives. The extract of P. viridis emerges as a promising option for the development of new antimicrobials, although further studies are essential to elucidate the active compounds, mechanisms of action, and possible combinations with conventional medications. Together, the research emphasizes the relevance of continuous monitoring and innovative strategies in combating multidrug-resistant strains, especially in regions of high epidemiological vulnerability. It is worth noting that this topic fulfills task 3.d of the Sustainable Development Goals (SDGs) proposed by the United Nations (UN), as it contributes to the development of prevention and health management strategies, aiming to ensure well-being and health protection in a global context.

Keywords

Ayahuasca. Bacterial resistance. Tri-nacional border. Klebsiella pneumoniae. Public health. 7 Copas.