Rui Sintra – IFSC/USP
Estudo com participação do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) aponta novos caminhos para identificar bactérias resistentes, acelerar diagnósticos e contribuir para tratamentos mais eficazes.
A resistência das bactérias aos antibióticos constitui uma das maiores ameaças à saúde pública mundial. Medicamentos que durante décadas salvaram milhões de vidas estão a perder eficácia diante de microrganismos que desenvolveram mecanismos para sobreviver aos tratamentos. Agora, a ciência procura novas formas de enfrentar este problema, recorrendo a duas ferramentas que poderão transformar o futuro da medicina: a luz e a Inteligência Artificial (IA).
Um estudo científico publicado em 20 de outubro do corrente ano na revista internacional Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, reúne avanços científicos que apontam para a possibilidade de identificar, com maior rapidez, bactérias resistentes aos antibióticos. O trabalho tem a participação de pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e da Texas A&M University (EUA).
Tendo como primeira autora a pesquisadora Claudia Patricia Barrera Patiño, e como co-autores Jennifer Soares, Profª Drª Kate Blanco e Prof. Dr. Vanderlei Salvador Bagnato (Pesquisador Correspondente), o artigo analisa como tecnologias que utilizam a luz, espectroscopia vibracional, associadas a aprendizado de máquina e inteligência artificial, para a rápida classificação bacteriana, a previsão de resistência e o monitoramento da adaptação fisiológica dinâmica durante a exposição a antibióticos. Em conjunto, as evidências disponíveis indicam que essa integração poderia transformar substancialmente o futuro do diagnóstico da resistência antimicrobiana, e adicionalmente, poderão ajudar os médicos a escolher tratamentos mais adequados para combater infecções bacterianas.
A luz como aliada da medicina
A proposta baseia-se numa ideia aparentemente simples, traduzida em observar as alterações que ocorrem nas bactérias quando entram em contacto com antibióticos.
Por meio de equipamentos de espectroscopia, análise de dados e ferramentas de aprendizado de máquina e IA, alterações espectroscópicas associadas ao efeito dos antibióticos são estudadas em diferentes microrganismos. Os cientistas conseguem analisar como a luz interage com os componentes dessas bactérias, identificando características que funcionam como uma espécie de impressão digital. Essas informações permitem reconhecer mudanças que podem indicar como os microrganismos estão a reagir aos medicamentos.
A IA, deep learning e algoritmos quimiométricos entram neste processo para analisar estruturas espectrais em conjuntos de dados microbiológicos, identificando diferenças que poderiam passar despercebidas numa análise convencional.
O grande objetivo é descobrir, o mais cedo possível, se determinado antibiótico será eficaz contra uma bactéria, evitando tratamentos inadequados e contribuindo para uma recuperação mais rápida dos pacientes.
Atualmente, muitos exames laboratoriais necessitam de um período relativamente prolongado para determinar a sensibilidade das bactérias aos medicamentos. Esse intervalo pode ser particularmente preocupante em infecções graves, nas quais o tempo é decisivo.
Uma nova esperança contra as superbactérias
Um dos aspectos mais importantes destacados pelos pesquisadores, nesse trabalho e publicações prévias, é a possibilidade de acompanhar o comportamento das bactérias durante a exposição aos antibióticos.
Isso significa que, além de identificar a presença de resistência, as novas tecnologias poderão ajudar a compreender como determinados microrganismos se adaptam e conseguem sobreviver à ação dos medicamentos.
Esta capacidade poderá representar um avanço significativo no combate às chamadas superbactérias, responsáveis por infecções difíceis de tratar, particularmente em ambientes hospitalares.
Contudo, os autores salientam que estas tecnologias ainda precisam de estudos adicionais, testes rigorosos e procedimentos padronizados antes de serem utilizadas amplamente nos hospitais.
A IA deverá funcionar como instrumento de apoio ao diagnóstico, e não para substituir automaticamente os exames laboratoriais já reconhecidos.
O protagonismo da ciência brasileira
A participação do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) neste trabalho reforça a importância da pesquisa científica desenvolvida em São Carlos e a sua integração com instituições internacionais.
Este estudo, que se beneficia de um lote de pesquisadores altamente qualificados, evidencia a contribuição do Instituto para uma área que aproxima a física, a tecnologia e a medicina, procurando soluções para problemas concretos da sociedade. Mais do que desenvolver equipamentos sofisticados, o desafio consiste em transformar conhecimento científico em benefícios reais para a população.
Num mundo em que a resistência aos antibióticos ameaça comprometer tratamentos antes considerados seguros, a possibilidade de identificar rapidamente as bactérias resistentes poderá significar menos complicações, tratamentos mais adequados e, sobretudo, vidas salvas.
É neste encontro entre a ciência da luz e a inteligência artificial que se abrem novas perspectivas para o futuro da medicina, com a participação da investigação científica brasileira.
Confira no link o original do estudo publicado na revista científica internacional Frontiers in Cellular and Infection Microbiology https://www.frontiersin.org/journals/cellular-and-infection-microbiology/articles/10.3389/fcimb.2026.1927600/full
