Los científicos del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR) descubrieron que el mecanismo químico que usan las bacterias para inactivar a los actuales antibióticos es similar en distintas especies. La investigación, que llevó ocho años, abre puertas para el diseño de inhibidores capaces de prolongar la utilidad de los fármacos actualmente disponibles y permite imaginar tratamientos efectivos frente a un amplio espectro bacteriano.

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Actualmente existen superbacterias, capaces de soportar la acción simultánea de varios antibióticos. Estas cepas constituyen un serio problema para la salud de la población mundial ya que queda sin terapias efectivas para contener infecciones que fueron tratables hasta hoy. Los resultados aparecen en un contexto de alerta, dado que 9 de cada 10 mil personas internadas en nuestro país sufren infecciones por superbacterias, en tanto que en la Ciudad de Buenos Aires esa cifra se quintuplica, según informó el Servicio de Antimicrobianos de la Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud “Dr. Carlos G. Malbrán”.

La investigación fue publicada en la revista científica internacional Nature Communications (http://rdcu.be/vQbd). El equipo de trabajo estuvo dirigido por el Dr. Alejandro Vila y la Dra. Leticia Llarull y formado por la Dra. María Natalia Lisa, la Lic. Antonela Palacios, y Mariano González del IBR y Diego Moreno del IQUIR, en colaboración con científicos de Argentina, Estados Unidos y Reino Unido.

Historia

La penicilina, descubierta en 1928 por Alexander Fleming, permitió salvar millones de vidas en la Segunda Guerra Mundial, cambiando el rumbo de la historia. Desde entonces se produjeron numerosos antibióticos similares a la penicilina, llamados antibióticos beta-lactámicos. Estos compuestos, obtenidos a partir de fuentes naturales o mediante síntesis química, hicieron posible el tratamiento de infecciones bacterianas diversas, contribuyendo a que durante el siglo pasado se alargue notablemente la expectativa de vida de la población. Como contrapartida, su uso excesivo y/o indebido dio lugar a la selección de bacterias resistentes.

Uno de los principales mecanismos bacterianos para sobrevivir a los antibióticos es la producción de enzimas capaces de degradarlos, llamadas beta-lactamasas. Los carbapenemes son una clase de antibióticos que escapan a la acción de la mayoría de estas enzimas, y por esto constituyen la última línea de defensa disponible frente a infecciones causadas por bacterias multirresistentes.

En este estudio, “pudimos caracterizar intermediarios de reacción formados dentro de la enzima durante la ruptura del antibiótico”, explican los especialistas. Los intermediarios son especies químicas que se forman durante períodos muy cortos de tiempo -milisegundos- y esto hace que este tipo de procesos sea muy difícil de estudiar, explican los investigadores.

Existen tres clases de enzimas y se creía que iba a ser imposible encontrar un compuesto que las inhiba a todas ellas, pero “observamos que todas las enzimas estudiadas forman los mismos intermediarios y que, más allá de las diferencias en la estructura, todas siguen los mismos pasos de reacción", afirman. El hecho de encontrar un punto en común entre proteínas de diferentes familias permite suponer estrategias para bloquear la actividad de todas ellas al mismo tiempo”.

“Trabajamos con varias de estas enzimas y tratamos de entender cuál era el mecanismo catalítico, los pasos que utilizaban para romper esos antibióticos”, explica la Dra. Lisa. Para hacerlo, utilizaron un equipo de alta tecnología llamado stop flow o de flujo detenido, que permite observar las reacciones de cinética rápida, a los milisegundos. También se usó un equipo de Resonancia Magnética Nuclear para estudiar las proteínas.

De esta forma pudieron ver que todas esas enzimas catalizaban la reacción de la misma manera, a pesar de la diversidad estructural. Esto abre la posibilidad de diseñar un inhibidor efectivo contra todas ellas y así prolongar la vida útil de los antibióticos actuales.

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El equipo del IBR contó con colaboradores del extranjero en la etapa de discusión de los resultados que hicieron valiosos aportes y enriquecieron las conclusiones.