Los antibióticos se encuentran entre los descubrimientos más importantes de la medicina moderna y han salvado millones de vidas desde el descubrimiento de la penicilina hace casi 100 años. Muchas enfermedades causadas por infecciones bacterianas, como la neumonía, la meningitis o la septicemia, se tratan con éxito con antibióticos. Sin embargo, las bacterias pueden desarrollar resistencia a los antibióticos, lo que hace que los médicos tengan dificultades para encontrar tratamientos eficaces. Particularmente problemáticos son los patógenos que desarrollan resistencia a múltiples fármacos y no se ven afectados por la mayoría de los antibióticos. Esto conduce a una grave progresión de la enfermedad en los pacientes infectados, a menudo con un resultado fatal. Por lo tanto, científicos de todo el mundo se esfuerzan en buscar nuevos antibióticos. Unos investigadores de la Universidad de Gotinga y el Instituto Max Planck de Química Biofísica, ambas instituciones en Alemania, y la Universidad A&M de Texas en Estados Unidos, han ideado ahora una nueva y prometedora estrategia en torno a sustancias conocidas como “antivitaminas” para desarrollar nuevas clases de antibióticos.

 

Las antivitaminas son sustancias que inhiben la función biológica de una vitamina genuina. Algunas antivitaminas tienen una estructura química similar a la de la vitamina real cuya acción bloquean o restringen. Para el nuevo estudio, el equipo integrado, entre otros, por Kai Tittmann, Bert de Groot, Tadgh Begley y Rabe von Pappenheim, investigó el mecanismo de acción a nivel atómico de una antivitamina natural de la vitamina B1. Algunas bacterias son capaces de producir una forma tóxica de esta vital vitamina B1 para matar a bacterias competidoras.

 

Esta antivitamina en particular tiene un solo átomo extra con respecto a la vitamina. Lo tiene además colocado en un sitio aparentemente sin importancia. Por eso, el enigma principal que se buscaba resolver en la investigación era: ¿cómo la antivitamina logra hacer daño a esas bacterias competidoras?

 

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Rabe von Pappenheim examina los cristales de proteína de una enzima bacteriana que fue “envenenada” con una antivitamina. (Foto: Lisa-Marie Funk)

 

Los investigadores utilizaron cristalografía de proteínas de alta resolución para examinar cómo la antivitamina inhibe una proteína importante del metabolismo central de las bacterias.

 

El equipo descubrió que la “danza de los protones”, que normalmente se puede observar en las proteínas en funcionamiento, cesa casi por completo y la proteína ya no funciona. “El átomo extra en la antivitamina actúa como un grano de arena en un complejo sistema de engranajes bloqueando su mecánica finamente ajustada”, explica Tittmann.

 

Es interesante el hecho de que las proteínas humanas son capaces de hacer frente relativamente bien a la antivitamina y seguir funcionando. Ello se debe, a juzgar por los resultados del estudio, a que las proteínas humanas no se unen a la antivitamina en absoluto o se unen a ella de un modo que impide que resulten “envenenadas”. La diferencia entre el efecto de la antivitamina en las bacterias y el efecto que tiene en las proteínas humanas abre la posibilidad de utilizarla como antibiótico en el futuro y crear así nuevas alternativas terapéuticas. (Fuente: NCYT de Amazings)



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