Resistência e tolerância a antibióticos são mecanismos fisiológicos e moleculares desenvolvidos por bactérias para contrapor a ação de antibióticos. Alguns destes mecanismos estão relacionados apenas à resistência, outros à tolerância, e outros, ainda, a ambos os fenômenos. A resposta severa é um processo de controle gênico e fisiológico ativado por diferentes estresses ambientais e tem sido amplamente relacionado à resistência e tolerância a antibióticos, especialmente com esta última. O nucleotídeo (p)ppGpp atua como molécula efetora da resposta severa. Seu acúmulo na célula resulta na interrupção ou diminuição do crescimento bacteriano, principal razão pela qual (p)ppGpp se vincula com o desenvolvimento da tolerância a antibióticos. Glifosato é um herbicida amplamente utilizado na indústria agrícola, que induz o acúmulo de (p)ppGpp sob condições de carência de aminoácidos. Isto ocorre porque o glifosato bloqueia a enzima EPSP sintase, impedindo a síntese de aminoácidos aromáticos na via do shiquimato, presente em plantas e em microorganismos. Com a privação de aminoácidos aromáticos, a resposta severa é ativada, servindo como mecanismo de defesa para garantir a sobrevivência da bactéria. Há relatos na literatura de que o glifosato altera a suscetibilidade a antibióticos em Escherichia coli e Salmonella. Considerando a relação entre (p)ppGpp e a suscetibilidade a antibióticos, e o fato de que glifosato induz o acúmulo de (p)ppGpp, neste trabalho avaliei o efeito do glifosato sobre a resistência, tolerância e persistência a antibióticos e o possível papel do (p)ppGpp nesta resposta em E. coli. Foi constatado que o glifosato não afetou o perfil de resistência aos antibióticos ciprofloxacino, canamicina e ampicilina, uma vez que a concentração inibitória mínima destes antibióticos não foi alterada. Por outro lado, a adição de glifosato intensificou fortemente a tolerância ou persistência a estes três antibióticos na cepa selvagem e, com menor intensidade, no mutante ΔrelA tratado com ciprofloxacino e canamicina, mas não na cepa (p)ppGpp⁰ (ΔrelA ΔspoT). Sendo assim, concluímos que o aumento da tolerância/persistência causado pelo glifosato é parcialmente dependente de relA e completamente dependente de (p)ppGpp.

Antibiotic resistance and tolerance are physiological and molecular mechanisms developed by bacteria to counteract the action of antibiotics. Several of these mechanisms relate only to resistance, others to tolerance, and still others to both resistance and tolerance. The stringent response is a genetic and physiological control system activated by environmental stresses, and it has been widely linked to antibiotic resistance and tolerance, especially the latter. The nucleotide (p)ppGpp acts as an effector molecule of the stringent response. By accumulating in the cell, it stops or reduces bacterial growth, which is why (p)ppGpp is linked to the development of antibiotic resistance. Glyphosate is a herbicide widely used in the agricultural industry, that induces the accumulation of (p)ppGpp under amino acid starvation conditions. This occurs because glyphosate blocks the enzyme EPSP synthase, preventing the synthesis of aromatic amino acids in the shikimate pathway, present in plants and in some microorganisms. As a result of the deprivation of aromatic amino acids, the stringent response is triggered, ensuring bacteria survival. There are reports in the literature that glyphosate alters antibiotic susceptibility in Escherichia coli and in Salmonella. Based on the relationship between (p)ppGpp and antibiotic susceptibility and the fact that glyphosate induces the accumulation of (p)ppGpp, in this work I evaluated the effect of glyphosate on antibiotic resistance, tolerance, and persistence and the possible role of (p)ppGpp in this response. Glyphosate did not to affect the minimum inhibitory concentration of the antibiotics ciprofloxacin, kanamycin, and ampicillin. On the other hand, the presence of glyphosate strongly enhanced the tolerance or persistence to these three antibiotics in the wild-type strain and somewhat less so in the ΔrelA mutant treated with ciprofloxacin or kanamycin, but not in the (p)ppGpp⁰ strain (ΔrelA ΔspoT). Therefore, we conclude that the increase in tolerance/persistence caused by glyphosate is partially dependent on relA and completely dependent on (p)ppGpp.