Aproximadamente la mitad de todos los medicamentos, que van desde la morfina hasta la penicilina, provienen de compuestos que provienen de la naturaleza, o que se derivaron de ella. Esto incluye muchos medicamentos contra el cáncer, que son lo suficientemente tóxicos como para destruir las células cancerosas.
Entonces, ¿cómo se protegen los organismos que producen estas sustancias tóxicas de los efectos nocivos? Los científicos en el campus de Florida de Scripps Research han descubierto un mecanismo previamente desconocido: proteínas que las células usan para unirse a una sustancia tóxica y secuestrarla delresto del organismo.
"Gracias a este descubrimiento, ahora sabemos algo sobre los mecanismos de resistencia que nunca antes se habían conocido para los antibióticos antitumorales enediyne", dice el autor principal del estudio, Ben Shen, PhD, profesor y copresidente del Departamento de Química de Scripps Research.
El trabajo tiene implicaciones importantes para comprender cómo las células cancerosas humanas desarrollan resistencia a las quimioterapias basadas en productos naturales. Además, el microbioma puede desempeñar un papel en la resistencia a los medicamentos. El estudio fue publicado hoy en la revista Biología Química Celular .
"Este mecanismo podría ser clínicamente relevante para los pacientes que reciben estos medicamentos, por lo que es muy importante estudiarlo más a fondo", dice Shen.
Los productos naturales, compuestos químicos producidos por organismos vivos, se consideran una de las mejores fuentes de nuevos medicamentos y plomo en los medicamentos. "Poseen una enorme diversidad estructural y química en comparación con las moléculas que se producen en el laboratorio", dice Shen.Los productos naturales pueden provenir de flores, árboles u organismos marinos como esponjas. Sin embargo, una de las fuentes más comunes es la bacteria que habita en el suelo.
El laboratorio de Shen se centra en una clase de productos naturales llamados enediynes. Estos compuestos provienen de bacterias llamadas actinomicetos, que se encuentran naturalmente en el suelo. Dos productos de enediyne ya están aprobados por la FDA como medicamentos contra el cáncer y se usan ampliamente. Pero los pacientes queTómelos a menudo desarrollan resistencia. Después de un período de meses o años, los tumores pueden dejar de responder a la quimioterapia y comenzar a crecer nuevamente.
Si bien la forma en que los pacientes desarrollan resistencia a estos medicamentos sigue siendo en gran medida desconocida, los científicos han descubierto dos mecanismos que las bacterias usan para protegerse de los enediynes. "Los mecanismos de auto-resistencia en los productores de antibióticos sirven como modelos sobresalientes para predecir y combatir la resistencia a los medicamentos en un futuroentorno clínico ", dice Shen.
En el nuevo estudio, los investigadores informan un tercer mecanismo de resistencia previamente no descubierto. Se trata de tres genes llamados tnmS1, tnmS2 y tnmS3, que codifican proteínas que permiten a las bacterias resistir los efectos de un tipo de enediynes llamados tiancimicinas. El laboratorio de Shen está actualmenteestudiando las tiancimicinas, que son muy prometedoras para los nuevos medicamentos contra el cáncer. Las proteínas funcionan uniéndose a las tiancimicinas y manteniéndolas separadas del resto del organismo.
Después de descubrir estos genes en los actinomicetos y cómo funcionan, los investigadores estudiaron qué tan extendidos están estos genes en otros microorganismos. Se sorprendieron al descubrir que, además de los actinomicetos, los genes también estaban presentes en varios microorganismos que se encuentran comúnmente en la microbiota humana., la colección de microorganismos que habitan naturalmente el cuerpo humano.
"Esto plantea muchas preguntas que nadie ha hecho antes", dice Shen. "Puedo racionalizar por qué el organismo productor tendría estos genes, porque necesita protegerse de sus propios metabolitos. Pero por qué otros microorganismos¿necesitan estos genes de resistencia? ". Señala que puede ser posible que los microbios intestinales transmitan los productos de estos genes a su huésped, los humanos, lo que podría contribuir a la resistencia a los medicamentos.
"Estos hallazgos aumentan la posibilidad de que la microbiota humana pueda afectar la eficacia de los medicamentos a base de enediyne y deben tenerse en cuenta al desarrollar nuevas quimioterapias", dice Shen. "Los esfuerzos futuros para estudiar el microbioma humano en busca de elementos de resistencia deberían ser unaparte importante de los programas de descubrimiento de fármacos basados en productos naturales "
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación Scripps . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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