Los biólogos sintéticos del Imperial College de Londres han rediseñado las células de levadura para fabricar la penicilina antibiótica peptídica no ribosómica. En experimentos de laboratorio, pudieron demostrar que esta levadura tenía propiedades antibacterianas contra estreptococo bacterias
Los autores del estudio, que se publica en la revista Comunicaciones de la naturaleza , digamos, su nuevo método demuestra la efectividad de usar este tipo de biología sintética como una ruta para descubrir nuevos antibióticos. Esto podría abrir posibilidades para usar células de levadura rediseñadas para desarrollar nuevas formas de antibióticos y medicamentos antiinflamatorios a partir defamilia de péptidos no ribosomales.
Los péptidos no ribosómicos normalmente son producidos por bacterias y hongos, formando la base de la mayoría de los antibióticos en la actualidad. Las compañías farmacéuticas han experimentado durante mucho tiempo con péptidos no ribosómicos para producir antibióticos convencionales. El aumento de la resistencia a los antimicrobianos significa que es necesario utilizar técnicas de ingeniería genética para encontrarUna nueva gama de antibióticos de bacterias y hongos. Sin embargo, la ingeniería genética de los hongos y bacterias más exóticos, los que probablemente tengan propiedades antibacterianas, es un desafío porque los científicos no tienen las herramientas adecuadas y son difíciles de cultivar en un laboratorio.entorno, que requiere condiciones especiales.
La levadura de Baker, por otro lado, es fácil de manipular genéticamente. Los científicos simplemente pueden insertar ADN de bacterias y hongos en la levadura para llevar a cabo experimentos, ofreciendo un nuevo huésped viable para la investigación de producción de antibióticos. El aumento de los métodos de biología sintética para la levadura permitiráinvestigadores para hacer y probar muchas combinaciones genéticas nuevas que podrían producir una gama completamente nueva de antibióticos nuevos.
Sin embargo, los autores están interesados en señalar que la investigación aún se encuentra en sus primeras etapas. Si bien este enfoque es prometedor, hasta ahora han producido penicilina antibiótica con péptido no ribosómico en pequeñas cantidades. Se necesita hacer más investigación para ver sise puede adaptar para encontrar otros compuestos y lograr que la producción llegue a cantidades comercialmente viables.
El Dr. Tom Ellis, del Centro de Biología Sintética del Imperial College de Londres, explica: "Los seres humanos han estado experimentando con la levadura durante miles de años. Desde la elaboración de la cerveza hasta el crecimiento de nuestro pan y, más recientemente, para la fabricación de compuestos como anti-medicamentos contra la malaria, la levadura es el caballo de batalla microscópico detrás de muchos procesos.
"El aumento de las superbacterias resistentes a los medicamentos ha traído una urgencia real a nuestra búsqueda de nuevos antibióticos. Nuestros experimentos muestran que la levadura puede ser diseñada para producir un antibiótico bien conocido. Esto abre la posibilidad de usar levadura para explorar en gran medidatesoro sin explotar de compuestos en la familia de péptidos no ribosomales para desarrollar una nueva generación de antibióticos y antiinflamatorios ".
Anteriormente, los científicos han demostrado que pueden rediseñar una levadura diferente para producir penicilina. Sin embargo, esa especie de levadura no es tan conocida o susceptible de manipulación genética en comparación con la levadura de panadería, utilizada por los autores en el estudio de hoy, haciendo queEs menos adecuado para el desarrollo de nuevos antibióticos utilizando biología sintética.
En sus experimentos, el equipo utilizó genes del hongo filamentoso, del cual se deriva naturalmente la penicilina peptídica no ribosómica. Estos genes hicieron que las células de levadura produjeran la penicilina peptídica no ribosómica a través de un proceso de reacción bioquímica de dos pasos. Primero, las células hicieron elbase peptídica no ribosómica, la molécula 'columna vertebral', por una reacción compleja, y luego esto fue modificado por un conjunto de enzimas fúngicas adicionales que lo convierten en el antibiótico activo.
Durante el proceso de experimentación, el equipo descubrió que no necesitaban extraer las moléculas de penicilina del interior de la célula de levadura. En cambio, la célula expulsaba las moléculas directamente a la solución en la que estaba. Esto significaba que el equipo simplemente teníapara agregar la solución a una placa de Petri que contiene estreptococo bacterias para observar su efectividad. En el futuro, este enfoque podría simplificar enormemente el proceso de prueba y fabricación de moléculas.
El Dr. Ali Awan, coautor del Departamento de Bioingeniería del Imperial College de Londres, explica: "Los hongos han tenido millones de años para desarrollar la capacidad de producir penicilina destructora de bacterias. Nosotros, los científicos, solo hemos estado trabajando con levadura en este contexto".durante un puñado de años, pero ahora que hemos desarrollado el plan para persuadir a la levadura para que produzca penicilina, estamos seguros de que podemos refinar aún más este método para crear nuevos medicamentos en el futuro.
"Creemos que la levadura podría ser las nuevas mini fábricas del futuro, ayudándonos a experimentar con nuevos compuestos en la familia de péptidos no ribosómicos para desarrollar fármacos que contrarresten la resistencia a los antimicrobianos".
El equipo está buscando nuevas fuentes de financiación y nuevos colaboradores industriales para llevar su investigación al siguiente nivel.
El Dr. Ellis agregó: "La penicilina fue descubierta por primera vez por Sir Alexander Fleming en la Escuela de Medicina del Hospital St Mary's, que ahora es parte de Imperial. También predijo el aumento de la resistencia a los antibióticos poco después de hacer su descubrimiento. Esperamos, de alguna manera, para construir sobre su legado, colaborando con la industria y la academia para desarrollar la próxima generación de antibióticos utilizando técnicas de biología sintética ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Original escrito por Colin Smith. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :