En las últimas décadas, muchas bacterias se han vuelto resistentes a los antibióticos existentes, y han surgido pocos medicamentos nuevos. Un estudio reciente de una comisión del Reino Unido sobre resistencia a los antimicrobianos estimó que para 2050, las infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos matarán a 10 millones de personas poraño, si no se desarrollan nuevos medicamentos.
Para ayudar a reconstruir el arsenal contra las enfermedades infecciosas, muchos científicos están recurriendo a proteínas naturales conocidas como péptidos antimicrobianos, que pueden matar no solo bacterias sino también otros microbios, como virus y hongos. Un equipo de investigadores del MIT, la Universidad de Brasilia, y la Universidad de Columbia Británica ha diseñado un péptido antimicrobiano que puede destruir muchos tipos de bacterias, incluidas algunas que son resistentes a la mayoría de los antibióticos.
"Uno de nuestros principales objetivos es proporcionar soluciones para tratar de combatir la resistencia a los antibióticos", dice el postdoc MIT Cesar de la Fuente. "Este péptido es emocionante en el sentido de que proporciona una nueva alternativa para el tratamiento de estas infecciones, que se predicenmatar anualmente a más personas que cualquier otra causa de muerte en nuestra sociedad, incluido el cáncer "
De la Fuente es el autor correspondiente del nuevo estudio, y uno de sus autores principales junto con Osmar Silva, un postdoctorado en la Universidad de Brasilia, y Evan Haney, un postdoctorado en la Universidad de Columbia Británica. Timothy Lu, unEl profesor asociado del MIT de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación, y de ingeniería biológica, también es autor del artículo, que aparece en la edición del 2 de noviembre de Informes científicos .
Mejora en la naturaleza
Los péptidos antimicrobianos, producidos por todos los organismos vivos como parte de sus defensas inmunes, matan a los microbios de varias maneras diferentes. Primero, hacen agujeros en las membranas celulares de los invasores. Una vez dentro, pueden alterar varios objetivos celulares, incluidos ADN, ARNy proteínas.
Estos péptidos también tienen otra habilidad crítica que los distingue de los antibióticos tradicionales: pueden reclutar el sistema inmunitario del huésped, convocando células llamadas leucocitos que secretan químicos que ayudan a matar a los microbios invasores.
Los científicos han estado trabajando durante varios años para tratar de adaptar estos péptidos como alternativas a los antibióticos, ya que las bacterias se vuelven resistentes a los medicamentos existentes. Los péptidos naturales pueden estar compuestos de 20 aminoácidos diferentes, por lo que hay una gran cantidad de variación posible ensus secuencias
"Puede adaptar sus secuencias de tal manera que pueda ajustarlas para funciones específicas", dice de la Fuente. "Tenemos el poder computacional para tratar de generar terapias que puedan llegar a la clínica y tener un impacto ensociedad."
En este estudio, los investigadores comenzaron con un péptido antimicrobiano natural llamado clavanina-A, que fue aislado originalmente de un animal marino conocido como tunicado. La forma original del péptido mata muchos tipos de bacterias, pero los investigadores decidieronintente diseñarlo para hacerlo aún más efectivo.
Los péptidos antimicrobianos tienen una región cargada positivamente que les permite penetrar a través de las membranas celulares bacterianas, y un estiramiento hidrófobo que permite la interacción y la translocación a las membranas. Los investigadores decidieron agregar una secuencia de cinco aminoácidos que haría que los péptidos fueran aún máshidrofóbico, con la esperanza de que mejoraría su capacidad de matar.
Este nuevo péptido, al que llamaron clavanin-MO, era muy potente contra muchas cepas bacterianas. En pruebas en ratones, los investigadores descubrieron que podía matar cepas de Escherichia coli y Staphylococcus aureus que son resistentes a la mayoría de los antibióticos.
Suprimiendo la sepsis
Otra ventaja clave de estos péptidos es que si bien reclutan células inmunes para combatir la infección, también suprimen la respuesta inflamatoria hiperactiva que puede causar sepsis, una afección potencialmente mortal.
"En esta molécula individual, tienes un péptido sintético que puede matar microbios, tanto susceptibles como resistentes a los medicamentos, y al mismo tiempo puede actuar como un mediador antiinflamatorio y mejorar la inmunidad protectora", dice de la Fuente.
Los investigadores también encontraron que estos péptidos pueden destruir ciertas biopelículas, que son capas delgadas de células bacterianas que se forman en las superficies. Esto aumenta la posibilidad de usarlas para tratar infecciones causadas por biopelículas, como las infecciones por Pseudomonas aeruginosa que a menudo afectanpulmones de pacientes con fibrosis quística, o podrían incrustarse en superficies como las mesas para hacerlos resistentes al crecimiento microbiano.
Otras posibles aplicaciones para estos péptidos incluyen recubrimientos antimicrobianos para catéteres o ungüentos que podrían usarse para tratar infecciones de la piel causadas por Staphylococcus aureus u otras bacterias.
Si estos péptidos se desarrollan para uso terapéutico, los investigadores anticipan que podrían usarse en terapia independiente o junto con antibióticos tradicionales, lo que dificultaría que las bacterias desarrollen resistencia a los medicamentos. Los investigadores ahora están investigando quéhace que los péptidos diseñados sean más efectivos que los naturales, con la esperanza de hacerlos aún mejores.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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