Se abre una nueva era en el descubrimiento de antibióticos

Una potente toxina vegetal con una forma única de eliminar bacterias dañinas se ha revelado como uno de los nuevos candidatos a antibiótico más potentes en décadas, según anuncian los investigadores en la revista ´Nature Catalysis´.

El antibiótico, llamado albicidina, es producido por la bacteria patógena ´Xanthomonas albilineans´, causante de la devastadora enfermedad del escaldado de la caña de azúcar. Se cree que el patógeno utiliza la albicidina para atacar a la planta y permitir su propagación.

Desde hace tiempo se sabe que la albicidina es muy eficaz para matar bacterias como ´E. coli´ y ´S. aureus´, dos superbacterias, famosas por su creciente resistencia a los antibióticos existentes, que han provocado una necesidad vital de nuevos fármacos eficaces.

A pesar de su potencial antibiótico y su baja toxicidad en experimentos preclínicos, el desarrollo farmacéutico de la albicidina se ha visto obstaculizado porque los científicos no sabían con precisión cómo interactuaba con su diana, la enzima bacteriana ADN girasa . Esta enzima se une al ADN y, mediante una serie de elegantes movimientos, lo retuerce, un proceso conocido como superenrollamiento que es vital para que las células funcionen correctamente.

Ahora, el grupo de investigación del doctor Dmitry Ghilarov en el Centro John Innes, junto con los laboratorios profesor Roderich Süssmuth, de la Universidad Técnica de Berlín (Alemania), y el profesor Jonathan Heddle de la Universidad Jagellónica (Polonia), han aprovechado los avances en criomicroscopía electrónica para obtener una primera instantánea de la albicidina unida a la girasa.

Se demostró que la albicidina forma una L, lo que le permite interactuar tanto con la girasa como con el ADN de una manera única. En este estado, la girasa ya no puede moverse para unir los extremos del ADN. El efecto de la albicidina es similar al de una llave inglesa colocada entre dos engranajes.

La forma en que la albicidina interactúa con la girasa es tan diferente de la de los antibióticos existentes que es probable que la molécula y sus derivados sean eficaces contra muchas de las actuales bacterias resistentes a los antibióticos.

" Parece que, por la naturaleza de la interacción, la albicidina se dirige a una parte esencial de la enzima y es difícil que las bacterias desarrollen resistencia a ella --explica Ghilarov--. Ahora que tenemos un conocimiento estructural, podemos intentar explotar más este bolsillo de unión y hacer más modificaciones a la albicidina para mejorar su eficacia y propiedades farmacológicas ".

El equipo utilizó sus observaciones para sintetizar químicamente variaciones del antibiótico con propiedades mejoradas. En las pruebas, estas variantes resultaron eficaces contra algunas de las infecciones bacterianas hospitalarias más peligrosas, como ´Escherichia coli´, ´Klebsiella pneumoniae´, ´Pseudomonas aeruginosa´ y ´Salmonella typhimurium´.

" Creemos que se trata de uno de los nuevos candidatos a antibiótico más interesantes en muchos años --apunta Ghilarov--. Tiene una eficacia extremadamente alta en pequeñas concentraciones y es muy potente contra las bacterias patógenas, incluso las resistentes a los antibióticos más utilizados, como las fluoroquinolonas ".

" Esta molécula existe desde hace décadas --prosigue-- y ahora los avances en criomicroscopía electrónica han hecho posible determinar estructuras incluso de los complejos proteína-ADN más elaborados. Ser la primera persona en ver la molécula unida a su diana y cómo funciona es un enorme privilegio, y la mejor recompensa que uno puede tener como científico. Pero este trabajo es un gran esfuerzo de equipo, y no lo habríamos hecho sin nuestros colegas europeos ", reconoce.

El siguiente paso de esta investigación es contactar con colaboradores académicos e industriales y buscar financiación para llevarla a ensayos clínicos en humanos. Esto podría conducir al desarrollo de una nueva clase de antibióticos que se necesita con urgencia frente a la amenaza mundial de la resistencia a los antimicrobianos (RAM).

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