Los científicos han desarrollado una forma sencilla de alterar los antibióticos que podrían hacerlos mucho más poderosos contra las infecciones causadas por microbios resistentes a los medicamentos.

Una simple modificación química podría aumentar la efectividad de los antibióticos en la lucha contra la resistencia microbiana

El método hizo que el antibiótico vancomicina fuera mucho más poderoso contra dos cepas de bacterias que se habían vuelto resistentes a los medicamentos.

Los investigadores sugieren que la química simple involucrada en la modificación del medicamento puede aplicarse a otros antibióticos e incluso a medicamentos contra el cáncer.

Un artículo sobre la “técnica de bioconjugación” ahora aparece en la revista Nature Chemistry.

“Típicamente”, dice el autor principal del estudio Bradley L. Pentelute, que es profesor asociado de química en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Cambridge, “se necesitarían muchos pasos para obtener vancomicina en una forma que le permita adjuntarlo a otra cosa, pero no tenemos que hacer nada a la medicación”.

Continúa explicando que mezclaron el medicamento con un péptido antimicrobiano y obtuvieron una “reacción de conjugación”.

Él y otros en el MIT trabajaron en el estudio con colegas de la Universidad de Yale en New Haven, CT, y con la compañía de biotecnología Visterra, que también tiene su sede en Cambridge, MA.

Resistencia antibiótica

La resistencia a los antibióticos se desarrolla porque cada vez que alguien usa un medicamento antibiótico, sobrevive una pequeña población de microbios naturalmente resistentes. La resistencia se propaga no solo porque los gérmenes resistentes predominan, sino también porque comparten su resistencia con otros microbios.

Una revisión global publicada en 2016 sugirió que alrededor de 10 millones de vidas por año podrían estar en riesgo debido al aumento de la resistencia antimicrobiana.

Los científicos sugieren que el ecosistema foliar de una maleza común podría producir nuevos medicamentos después de encontrar un nuevo tipo de antibiótico allí.

Sin antibióticos efectivos, muchos procedimientos médicos, incluidos los partos por cesárea, la cirugía intestinal, la quimioterapia y el reemplazo de articulaciones, podrían representar un riesgo tan alto de infección que “se vuelven demasiado peligrosos” para realizarlos.

Las infecciones debidas a gérmenes que se han vuelto resistentes a los antibióticos son muy difíciles de tratar y, en algunos casos, imposibles de tratar. Los tratamientos alternativos tienden a costar más y tienen peores efectos secundarios.

Las personas con estas infecciones a menudo tienen que permanecer en el hospital por más tiempo y necesitan más visitas del médico.

‘Mango’ para unir pequeñas proteínas

La química del nuevo método provino de un descubrimiento previo de que el aminoácido selenocisteina puede actuar como un “asa” para unir fármacos de moléculas pequeñas, como la vancomicina, a proteínas pequeñas llamadas péptidos antimicrobianos, que forman parte de las defensas inmunitarias de la mayoría de los organismos.

Cuando utilizaron el método para unir los péptidos a la vancomicina, los científicos descubrieron que se unían consistentemente al mismo lugar en el antibiótico, produciendo moléculas que eran químicamente idénticas.

Los enfoques existentes para hacer tales moléculas no serían capaces de alcanzar tal pureza y necesitarían más de una docena de pasos para preparar la vancomicina para adherirse a los péptidos, según observan los investigadores.

Probaron varios “conjugados” de vancomicina combinados con varios péptidos antimicrobianos diferentes, incluido uno llamado dermaseptina.

Las pruebas mostraron que la combinación de vancomicina con dermaseptina hizo que el antibiótico fuera cinco veces más potente contra la bacteria infecciosa Enterococcus faecalis.

E. faecalis es una cepa de Enterococcus, un género de bacterias que se ha convertido en una causa importante de infección en entornos de atención médica. Las infecciones del tracto urinario son los tipos más comunes de infección que causan estas bacterias, y el “rápido aumento” de su resistencia a la vancomicina ha sido una preocupación particular para los profesionales médicos.

Técnica valiosa para la comunidad

Además, el equipo encontró que la vancomicina combinada con otro péptido antimicrobiano llamado RP-1 mató a Acinetobacter baumannii, contra la cual la vancomicina sola no tiene ningún efecto. A. baumannii también es altamente resistente a los medicamentos y es una causa frecuente de infecciones asociadas con la atención médica.

Las pruebas con alrededor de otras 30 moléculas, incluido el resveratrol y la serotonina, sugieren que el enfoque puede vincular fácilmente los péptidos con prácticamente cualquier molécula orgánica que tenga el “tipo correcto de anillo rico en electrones”, señalan los investigadores.

Sin embargo, señalan que no probaron la seguridad de los medicamentos modificados.

Sugieren que su método también podría aplicarse a otros tipos de medicamentos; por ejemplo, adjuntar anticuerpos a los medicamentos contra el cáncer para que alcancen objetivos particulares sin dañar el tejido sano.

Los autores concluyen:

“Dados estos resultados, creemos que nuestra química será una valiosa técnica de bioconjugación para la comunidad y puede llevar a la generación de moléculas conjugadas terapéuticas”.


Referencias
  1. Una estrategia quimioselectiva para la funcionalización en etapa tardía de moléculas pequeñas complejas con polipéptidos y proteínas https://www.nature.com/articles/s41557-018-0154-0
  2. ABORDANDO LAS INFECCIONES RESISTENTES A LAS DROGAS A NIVEL MUNDIAL: INFORME FINAL Y RECOMENDACIONES https://amr-review.org/sites/default/files/160518_Final%20paper_with%20cover.pdf
  3. Enfermedad enterocócica, epidemiología e implicaciones para el tratamiento https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK190429/