Combatir patógenos mortales bloqueando su absorción de vitaminas
Los microorganismos peligrosos que están detrás de muchas infecciones están desarrollando la capacidad de resistir a los tratamientos antimicrobianos, especialmente a los antibióticos. Se estima que cada año la resistencia a los antimicrobianos (RAM) es la causa directa de 25 000 muertes en la Unión Europea y cuesta 1 500 millones EUR. En su búsqueda de nuevos antibióticos, el proyecto VitaminBlock, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (CEI), se propuso encontrar puntos débiles de las células bacterianas que pudieran atacarse. El equipo identificó y caracterizó complejos proteicos de membrana que solo se encuentran en las bacterias y que median en la absorción de múltiples vitaminas del tipo B que son imprescindibles para la proliferación bacteriana. «Tenemos información sobre cómo estos complejos proteicos catalizan la absorción de vitaminas esenciales. Ya tenemos indicaciones de posibles dianas en algunos patógenos», explica el coordinador del proyecto, Dirk Slotboom, de la Universidad de Groninga, entidad de acogida del proyecto. «Basándonos en nuestras innovadoras estructuras cristalinas, hemos diseñado y sintetizado moléculas pequeñas para inhibir la absorción bacteriana de vitaminas».
Ponérselo difícil a los patógenos
El nuevo método utilizado por VitaminBlock consistía en identificar y estudiar un proceso esencial para la supervivencia bacteriana y que, si se eliminaba, podía detener la propagación de infecciones. En los casos de los patógenos grampositivos como el «Staphylococcus aureus» y el «Streptococcus pneumoniae», el equipo identificó proteínas que son la única forma por la que estas bacterias obtienen vitaminas. Sin las vitaminas, los patógenos morirían. Después de que se identificaran los componentes moleculares de estas células bacterianas, en este caso una clase de proteínas llamadas transportadores ABC, los investigadores se aseguraron de que las células humanas no utilizaran también proteínas similares, ya que esto podría aumentar el riesgo de efectos secundarios. «Por fortuna, descubrimos que los transportadores ABC solo se encuentran en un conjunto limitado de bacterias. Nuestro objetivo es encontrar antibióticos que afecten específicamente a los patógenos y no a las bacterias “buenas” de nuestro microbioma», explica Slotboom. El equipo creó modelos de cristal 3D de estos transportadores ABC. Las estructuras cristalinas suelen utilizarse para proporcionar información detallada sobre la arquitectura atómica de biomoléculas como las proteínas. Al ayudar a los investigadores a comprender mejor las propiedades mecánicas de las funciones de las proteínas, pueden servir como patrones a partir de los que crear fármacos de molécula pequeña. El equipo identificó varias clases de moléculas pequeñas que inhiben la función de transporte de vitaminas de los transportadores ABC. Slotboom añade: «Diseñamos compuestos de moléculas pequeñas que bloquearon la obtención de vitaminas de la proteína objetivo. Planteamos la hipótesis de que estas moléculas evitan los movimientos dentro de las proteínas que son esenciales para llevar las vitaminas del entorno exterior a la célula bacteriana». El equipo ha probado docenas de compuestos de moléculas pequeñas para encontrar otros más potentes. Aunque los compuestos seleccionados mejoraron la potencia, es necesario seguir trabajando para aumentarla.
Una carrera contrarreloj
La Organización Mundial de la Salud reconoce la lucha contra la RAM como una prioridad sanitaria mundial. Se necesitan antibióticos nuevos con urgencia, no solo para luchar contra enfermedades infecciosas, sino también para que los procedimientos médicos, como las cirugías y la quimioterapia, puedan seguir realizándose de forma segura. Debido a la celeridad con la que el mundo se está quedando sin antibióticos, su desarrollo continuo, junto con otras medidas como el uso prudente de los antibióticos existentes, es fundamental para estar por delante de la aparición de nuevas resistencias. No obstante, dado que la rentabilidad financiera no es segura, las empresas farmacéuticas son reticentes a desarrollar antibióticos caros. El saber que la farmacorresistencia volverá con el tiempo también ahuyenta a los inversores. «Fomentar la investigación en este campo requiere un esfuerzo continuo. Se necesita financiación estructural y, en nuestro caso, más financiación nos permitirá mejorar la potencia de nuestros aciertos moleculares iniciales, así como encontrar nuevas dianas para los antibióticos», afirma Slotboom.
Palabras clave
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