Durante mucho tiempo, los antibióticos se consideraron una panacea contra las infecciones bacterianas. Con el tiempo, muchos patógenos se han adaptado para resistir a los antibióticos, por lo que la búsqueda de nuevos fármacos es cada vez más importante.
Un equipo internacional de investigadores, incluidos científicos de la Universidad de Basilea, ha descubierto un nuevo antibiótico mediante análisis computacional y ha descifrado su modo de acción. Su estudio es un paso importante en el desarrollo de nuevos fármacos eficaces.
La OMS llama al creciente y creciente número de bacterias resistentes a los antibióticos una «pandemia silenciosa». La crisis se ve agravada por el hecho de que apenas han aparecido nuevos fármacos en el mercado en las últimas décadas. Incluso hoy en día, no todas las infecciones se pueden tratar con éxito y los pacientes están en riesgo debido a las intervenciones de rutina.
Para detener el avance de las bacterias resistentes a los antibióticos, se necesitan urgentemente nuevas sustancias activas. Un descubrimiento tan importante ahora lo ha hecho el equipo dirigido por investigadores de la Universidad Northeastern en Boston junto con el Prof. Sebastian Hiller del Biozentrum de la Universidad de Basilea. Este estudio fue parte del Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR) «AntiResist» y ahora se ha publicado en Nature Microbiology .
Oponentes duros
Los investigadores descubrieron el nuevo antibiótico Dynobactin mediante un enfoque de detección computacional. Este compuesto mata las bacterias Gram-negativas, que incluyen muchos patógenos peligrosos y resistentes. “La búsqueda de antibióticos contra este grupo de bacterias está lejos de ser trivial”, dice Hiller. “Están bien protegidos por su doble membrana y, por lo tanto, ofrecen pocas oportunidades de ataque. Y en los millones de años de su evolución, las bacterias han encontrado numerosas formas de hacer que los antibióticos sean inofensivos”.
Solo el año pasado, el equipo de Hiller descifró el modo de acción del antibiótico peptídico recientemente descubierto Darobactin. El conocimiento adquirido se integró en el proceso de selección de nuevos compuestos.
Los investigadores aprovecharon el hecho de que muchas bacterias producen péptidos antibióticos para luchar entre sí. Y que estos péptidos, a diferencia de las sustancias naturales, están codificados en el genoma bacteriano.
Efecto fatal
«Los genes de tales antibióticos peptídicos comparten un rasgo característico», explica el coautor Dr. Seyed M. Modaresi. «De acuerdo con este rasgo, la computadora analizó sistemáticamente el genoma completo de las bacterias que producen tales péptidos. Así es como identificamos Dinobactina.”
En su estudio, los autores han demostrado que este nuevo compuesto es extremadamente efectivo. Los ratones con sepsis potencialmente mortal causada por bacterias resistentes sobrevivieron a la infección grave mediante la administración de Dynobactin.
Al combinar diferentes métodos, los investigadores han podido resolver la estructura y el mecanismo de acción de Dynobactin. Este péptido bloquea la proteína de la membrana bacteriana BamA, que desempeña un papel importante en la formación y el mantenimiento de la envoltura bacteriana protectora externa.
“Dynobactin se adhiere a BamA desde el exterior como un tapón y evita que haga su trabajo. Entonces, las bacterias mueren», dice Modaresi. «Aunque Dynobactin apenas tiene similitudes químicas con la ya conocida Darobactin, sin embargo, tiene el mismo objetivo en la superficie bacteriana. Esto, no lo esperábamos al principio».
Un impulso para la investigación de antibióticos
Sin embargo, a nivel molecular, los científicos han descubierto que Dynobactin interactúa de manera diferente con BamA que con Darobactin. Al combinar ciertas características químicas de los dos, los medicamentos potenciales podrían mejorarse y optimizarse aún más. Este es un paso importante en el camino hacia un fármaco eficaz.
“La detección por computadora dará un nuevo impulso a la identificación de los antibióticos que se necesitan con urgencia”, dice Hiller. “En el futuro, queremos ampliar nuestra búsqueda e investigar más péptidos en términos de su idoneidad como fármacos antimicrobianos”.