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Promesa de nuevos antibióticos
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Promesa de nuevos antibióticos

La promesa de nuevos antibióticos radica en encadenar pequeñas bolas tóxicas a las bacterias.

En el método SLAY, cada bacteria está genéticamente modificada para producir una molécula en su superficie celular que es parte del péptido y parte de la cadena, como una bola de patio de recreo. Esta disposición permite que los péptidos imiten a las drogas que flotan libremente en el cuerpo humano.
Crédito: Ashley Tucker / Universidad de Texas en Austin.


Los biólogos de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado un método para examinar rápidamente cientos de miles de medicamentos potenciales para combatir las infecciones, una innovación que promete combatir el creciente flagelo de las bacterias resistentes a los antibióticos. El método involucra la ingeniería de bacterias para producir y evaluar moléculas que son potencialmente tóxicas para ellas mismas.

Una descripción del método aparece en la edición impresa del 25 de enero de la revista Cell.

No se ha descubierto una nueva clase de antibiótico en 40 años, ya se han encontrado muchos de los más accesibles en la naturaleza, y el proceso para crear y probar nuevos desde cero es lento y laborioso, pero la medicina moderna tiene mucha necesidad de ellos. Según la Organización Mundial de la Salud, los antibióticos han agregado alrededor de 20 años a la esperanza de vida humana promedio. Pero sus beneficios protectores se están escapando a medida que las bacterias evolucionan a la resistencia a los antibióticos.

En su prueba de concepto, el equipo de UT Austin, dirigido por Bryan Davies, examinó alrededor de 800,000 moléculas llamadas péptidos para ver si tenían efectos antimicrobianos, lo que significa que mataron bacterias dañinas. De ellos, varios miles mataron a la bacteria E. coli, lo que los convierte en posibles pistas de antibióticos. Algunos antibióticos actualmente en uso son péptidos. Serán necesarias investigaciones de seguimiento para determinar cuáles de las miles de nuevas derivaciones, si las hay, son realmente efectivas y seguras para los humanos, pero los investigadores demostraron que al menos una de esas moléculas, denominada P7, también mata a otras formas de bacterias patógenas y es seguro en ratones.

Con este método, llamado SLAY (pantalla antimicrobiana localizada en superficie), una persona puede detectar cientos de miles de péptidos similares de manera más rápida y económica que los métodos existentes. A Davies le gustaría que el método se convierta en una herramienta estándar en la búsqueda mundial de nuevos antibióticos.

"Entonces, ¿qué pasa si tenemos miles de grupos que usan este sistema para seguir sus propios intereses y sus propios péptidos?" dijo Davies, profesor asistente de biociencias moleculares. "Una vez que habilites una comunidad de ese tamaño, creo que tienes más posibilidades de encontrar un nuevo antibiótico que funcione".

Un avance clave en este trabajo fue descubrir cómo lograr que las bacterias produzcan moléculas que podrían ser tóxicas para ellas mismas y controlar cómo esas moléculas interactúan con sus bacterias anfitrionas.

"Pensamos, ¿no sería genial si una bacteria pudiera sintetizar el compuesto para nosotros, porque las bacterias son baratas y fáciles de cultivar, y luego probar el compuesto en sí mismo e informarnos y decirnos si fue o no un antimicrobiano? " Davies dijo.

Su solución fue manipular genéticamente la bacteria para producir una molécula en la superficie de la célula que es parte del péptido y parte de la correa, como un cinturón de seguridad para el patio y su correa, con un extremo fijado a la membrana celular y el otro extremo libre para flotar . Esto permite que el péptido se mueva y haga contacto con la superficie de la célula bacteriana, como si flotara libremente como un medicamento en el torrente sanguíneo, pero sin interactuar con otras bacterias cercanas.

Al asegurarse de que cada versión del tetherball solo interactúe con la bacteria que lo produjo, los investigadores podrían dar un gran salto en la eficiencia. Podrían crear cientos de miles de cepas de bacterias, cada una genéticamente modificada para producir una versión ligeramente diferente de la bola de sujeción, y colocar todas estas cepas en el mismo tubo de ensayo para crecer. Al ejecutar cientos de miles de experimentos simultáneamente, su método ahorra una enorme cantidad de espacio, tiempo y costo.

Parte de este proceso se basa en una técnica desarrollada por George Georgiou de UT Austin en la década de 1990 que induce a las bacterias a producir proteínas o péptidos en sus superficies.

Para descubrir qué tetherballs (péptidos) noquean a sus huéspedes, los científicos utilizan la secuencia genética para identificar qué versiones están produciendo las bacterias al principio y cuáles se están produciendo al final.

Tras el descubrimiento de que P7 mata a los patógenos, el equipo ahora planea crear miles de variaciones sutiles de esta molécula, llamadas derivadas, y ejecutarlas a través del mismo proceso de detección para buscar una versión aún más efectiva.

La becaria posdoctoral Ashley Tucker dirigió el trabajo experimental para demostrar el uso de la plataforma.

Davies, Tucker y UT Austin han presentado solicitudes de patente para el método SLAY y para las secuencias genéticas específicas de los miles de péptidos antimicrobianos que han descubierto hasta ahora.

Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud, Sanofi, la Fundación Welch, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa y la Oficina de Investigación del Ejército de EE. UU.


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