Crean una molécula sintética eficaz contra bacterias resistentes a los antibióticos

Un equipo de investigadores dirigido por Andrew Myers, profesor de Química y Biología Química Amory Houghton, ha desarrollado un compuesto sintético, la cresomicina, que es capaz de matar varias cepas de bacterias resistentes a los medicamentos, incluidas Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa. 

La nueva molécula se inspira en las estructuras químicas de las lincosamidas, una clase de antibióticos que incluye la clindamicina comúnmente recetada. Como muchos antibióticos, la clindamicina se elabora mediante semisíntesis, en la que productos complejos aislados de la naturaleza se modifican directamente para aplicaciones farmacológicas. Sin embargo, el nuevo compuesto de Harvard es totalmente sintético y presenta modificaciones químicas a las que no se puede acceder por los medios existentes. "Aunque todavía no sabemos si la cresomicina y medicamentos similares son seguros y eficaces en humanos, nuestros resultados muestran una actividad inhibidora significativamente mejorada contra una larga lista de cepas bacterianas patógenas que matan a más de un millón de personas cada año, en comparación con las clínicamente aprobadas”, explica Myers.

La nueva molécula demuestra una capacidad mejorada para unirse a los ribosomas bacterianos, que son máquinas biomoleculares que controlan la síntesis de proteínas. La alteración de la función ribosómica es una característica distintiva de muchos antibióticos existentes, pero algunas bacterias han desarrollado mecanismos de protección que impiden que los medicamentos tradicionales funcionen. "El ribosoma bacteriano es el objetivo preferido de la naturaleza para los agentes antibacterianos, y estos agentes son la fuente de inspiración para nuestro programa", comenta el coautor Ben Tresco, estudiante de la Escuela de Graduados en Artes y Ciencias Kenneth C. Griffin. "Al aprovechar el poder de la síntesis orgánica, sólo estamos limitados por nuestra imaginación a la hora de diseñar nuevos antibióticos".

El trabajo

Las bacterias pueden desarrollar resistencia a los antibióticos dirigidos a los ribosomas mediante la expresión de genes que producen enzimas llamadas metiltransferasas de ARN ribosomal. Estas enzimas bloquean los componentes del fármaco que están diseñados para alterar el ribosoma.

Para solucionar este problema, Myers y su equipo diseñaron su compuesto con una forma rígida que le da un agarre más fuerte al ribosoma. Los investigadores llaman a su fármaco "preorganizado" para la unión ribosómica porque no necesita gastar tanta energía para ajustarse a su objetivo como lo hacen los fármacos existentes.

Los investigadores llegaron a la cresomicina utilizando lo que llaman síntesis basada en componentes, un método iniciado por el laboratorio Myers que implica construir grandes componentes moleculares de igual complejidad y unirlos en etapas tardías, como secciones previas a la construcción de un complicado juego de Lego antes de ensamblarlo a ellos. Este sistema les permite fabricar y probar no sólo una, sino cientos de moléculas objetivo, lo que acelera enormemente el proceso de descubrimiento de fármacos.

Lo que está en juego es claro. "Los antibióticos forman la base sobre la que se construye la medicina moderna", explica el coautor y estudiante graduado Kelvin Wu. "Sin antibióticos, no se pueden realizar muchos procedimientos médicos de vanguardia, como cirugías, tratamientos contra el cáncer y trasplantes de órganos".

La investigación ha sido publicada en la revista Science.

 

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