Enfermedades como la tuberculosis, el ántrax y la shigelosis, con el tiempo pueden ser tratadas con un tipo de antibiótico totalmente nuevo y más eficaz, gracias a un equipo de científicos dirigido por Kenneth Keiler, profesor asociado de Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad Estatal de Pensilvania (Estados Unidos).
En un trabajo de investigación que se publica en Proceedings of the National Academy of Sciences, el equipo describe 46 moléculas previamente probadas que alteran un paso importante en el proceso de síntesis de proteínas en las bacterias, lo que les hace incapaces de replicarse.
Este paso, conocido como transtraducción, es un mecanismo de 'control de calidad' que se encuentra en todas las especies de bacterias y que otras formas de vida, como plantas y animales, no parecen usar. 'Si se piensa en la vía de síntesis de las proteínas bacterianas como una línea de montaje, la transtraducción es responsable de mantener la línea de ensamblaje en movimiento', explica el principal investigador.
'El de ARN mensajero (ARNm) defectuoso, que transporta la información genética del ADN a las proteínas, puede bloquear la maquinaria de síntesis. La transtraducción elimina estos bloques en la línea de montaje, haciendo así que el sistema funcione a la perfección', señaló Keiler. 'Si no fuera por la transtraducción, todos los pasos posteriores en la línea de montaje se quedarían retenidos y el organismo no sería capaz de funcionar correctamente, mediante la síntesis de las proteínas que necesita para sobrevivir', añade.
'La idea es que si podemos interferir esa transtraducción, el paso de control de calidad de las bacterias, podemos cerrar en la línea de montaje, la síntesis de proteínas y evitar que los organismos hagan copias de sí mismos', dijo Keiler.
Para descubrir moléculas pequeñas que podrían ser capaces de interrumpir la transtraducción, el equipo comenzó con un proceso llamado selección de alto rendimiento, un método para tratar muchos miles de pequeñas moléculas en múltiples placas de Petri con la esperanza de descubrir uno o más que fueran eficaces en la lucha contra ciertos patógenos.
'Nuestro equipo puso a prueba 663.000 moléculas diferentes. En concreto, hemos probado las moléculas contra una cepa de 'E. coli' y monitorizamos la forma en que estaban afectando al proceso de transtraducción del organismo', señaló. Al final de esta fase de pruebas, Keiler y su equipo habían encontrado 46 moléculas diferentes que parecen ser eficaces en la interrupción de la transtraducción.
El siguiente paso fue poner a prueba la eficacia de estas moléculas para interferir en la transtraducción de otras bacterias que se sabe que causan la enfermedad, es decir, Shigella y Bacillus anthracis, que puede ser letal en los seres humanos y otros animales.
'De las 46 moléculas que se mostraron que afectan a la transtraducción, una llamada KKL-35 destacó como la más prometedora, subrayó Keiler. Hemos encontrado que inhibe el crecimiento de bacterias muy alejadas, lo que sugiere que puede tener actividad antibiótica frente a un amplio espectro de especies. En cuanto a Shigella y Bacillus anthracis, hemos sido capaces de demostrar que, en presencia de KKL -35, las células murieron específicamente porque la molécula detuvo el proceso de transtraducción'.
Además de Shigella y Bacillus anthracis, el equipo de Keiler también estudió el Mycobacterium tuberculosis. El equipo encontró que, en comparación con las terapias utilizadas actualmente para la tuberculosis, la molécula de KKL-35 era cien veces más eficaz en la inhibición del crecimiento de la bacteria.
Keiler añadió que una de las características más interesantes de un antibiótico diseñado desde KKL-35 se refiere a la improbabilidad de la resistencia en las cepas mutantes de la bacteria. 'En nuestros experimentos de laboratorio, no se encontraron cepas mutantes que fueran resistentes a KKL-35', celebró Keiler.
'Una posible explicación de la falta de cepas mutantes resistentes en los experimentos de laboratorio es que los cambios en las moléculas de transtraducción que interrumpen la unión de fármacos también eliminan la actividad de transtraducción. Las bacterias mutantes resistentes probablemente evolucionarán con el tiempo, pero al menos parece que de momento es difícil que desarrollen resistencia . Eso significa que las mutantes resistentes pueden tardar en aparecer y extenderse', concluye.