SALUD. Una nueva clase de antibióticos ataca a las bacterias "intratables" prácticamente sin resistencia

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18 febrero 2023.- Un equipo de científicos de la Universidad de California en Santa Bárbara dice haber desarrollado una nueva clase de antibióticos que curaron ratones infectados con bacterias clasificadas como virtualmente intratables y lo hicieron sin resistencia detectable al tratamiento. El descubrimiento allana el camino para comenzar a abordar el creciente desafío de la resistencia a los antimicrobianos (AMR), una creciente amenaza para la salud pública que afecta de manera desproporcionada la salud de las personas en países de ingresos bajos y medianos.

El estudio, publicado el miércoles en la revista eBioMedicine , dice que el compuesto farmacológico, COE2-2hexyl, funciona mediante la interrupción simultánea de muchas funciones bacterianas. Esto explica por qué mató a todos los patógenos con los que se probó y se observaron bajos niveles de resistencia bacteriana incluso después de una exposición prolongada.

“El hallazgo clave fue que la resistencia bacteriana al fármaco era prácticamente indetectable”, dijo Douglas Heithoff, científico principal del Instituto de Biotecnologías Colaborativas de la UC Santa Bárbara y autor principal del estudio. “La mayoría de los medicamentos fallan en esta etapa de desarrollo y nunca llegan a la práctica clínica”.

El descubrimiento del compuesto provino de un proyecto poco probable y no relacionado: un proyecto financiado por el Ejército de los EE.UU. y dirigido por Guillermo Bazán de la Universidad de California en Santa Bárbara para desarrollar nuevos métodos para cargar teléfonos celulares en el campo. El grupo de Bazán diseñó compuestos que aprovecharon la energía bacteriana para crear una batería "microbiana". Después del desarrollo, el equipo se dio cuenta de que quizás los compuestos que crearon podrían probarse como posibles antibióticos.

El nuevo antibiótico tiene un mecanismo de acción único. A diferencia de otros medicamentos utilizados para el tratamiento de infecciones bacterianas que se dirigen a funciones germinales específicas, COE2-2hexyl se dirige a muchas funciones simultáneamente. 

"El fármaco parece afectar la membrana bacteriana que, a su vez, interrumpe múltiples funciones bacterianas", señaló David Low, líder del coproyecto y profesor de biología molecular, celular y del desarrollo en UC Santa Barbara. "Esto puede explicar la actividad antibacteriana de amplio espectro y el bajo nivel de resistencia bacteriana".

Algunas de las funciones asociadas a la membrana que afectó el nuevo antibiótico incluyeron la tabicación, la motilidad, la síntesis de ATP, la respiración y la permeabilidad de la membrana a moléculas pequeñas, lo que anuló la viabilidad de las células bacterianas y la evolución de la resistencia a los medicamentos. 

La interrupción de estas propiedades bacterianas puede ocurrir a través de la alteración de las interfaces críticas de membrana proteína-proteína o proteína-lípido, un mecanismo de acción distinto de muchos antimicrobianos o detergentes que alteran la membrana y que desestabilizan las membranas para inducir la lisis de las células bacterianas, escribieron los investigadores. 

Para decidirse por el compuesto probado, el equipo sintetizó quince variantes químicas de oligoelectrolitos conjugados (COE). COE2-2hexyl se identificó como el más prometedor, ya que exhibió una actividad antibacteriana de amplio espectro.

Dos aspectos que hacen que el compuesto sea tan prometedor como antimicrobiano son que las bacterias no parecen volverse resistentes al tratamiento y su facilidad de síntesis.

La facilidad del diseño molecular, la síntesis y la naturaleza modular de los COE ofrecen muchas ventajas sobre los antimicrobianos convencionales, lo que hace que la síntesis sea simple, escalable y asequible. Estas características de COE permiten la construcción de un espectro de compuestos con potencial de desarrollo como una nueva terapia versátil para una crisis de salud mundial inminente.

Más información: Douglas M. Heithoff, Scott P. Mahan, Lucien Barnes, Semen A. Leyn, Cyril X. George, Jaime E. Zlamal et al. A broad-spectrum synthetic antibiotic that does not evoke bacterial resistance. eBioMedicine, February 15, 2023. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2023.104461

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