La nueva sustancia, derivada de bacterias no estudiadas hasta ahora, parece ser capaz de combatir patógenos dañinos e incluso ‘superbacterias’ resistentes a múltiples fármacos. La sustancia clovibactina mata las bacterias de una manera inusual, lo que dificulta que estas se vuelvan resistentes al fármaco.
La resistencia a los antimicrobianos es un problema creciente para la salud humana y los investigadores de todo el mundo están buscando nuevas soluciones. “Necesitamos urgentemente nuevos antibióticos para combatir las bacterias que se están volviendo cada vez más resistentes a los antibióticos que utilizamos actualmente”, afirma el doctor Markus Weingarth, investigador del Departamento de Química de la Universidad de Utrecht y coautor del estudio sobre materia oscura bacteriana.
Pero encontrar nuevos antibióticos es difícil: en las últimas décadas se han introducido pocos antibióticos nuevos en el mundo médico y, a menudo, se parecen a antibióticos más antiguos y ya conocidos. “La clovibactina es diferente”, explica Weingarth. “Debido a que la clovibactina se aísla de bacterias que antes no podíamos cultivar, las bacterias dañinas nunca han visto un antibiótico de este tipo y no tienen tiempo para desarrollar resistencia”.
Derivado de la materia oscura bacteriana
La clovibactina fue descubierta por NovoBiotic Pharmaceuticals, una pequeña empresa estadounidense, junto con el microbiólogo Kim Lewis, de la Universidad Northeastern de Boston. Anteriormente desarrollaron un dispositivo que los investigadores pueden utilizar para cultivar bacterias que hasta ahora no podían cultivarse.
Sorprendentemente, el 99% de todas las bacterias pertenecen a esta “materia negra bacteriana” y anteriormente no podían cultivarse en laboratorios, por lo que no podían usarse para desarrollar nuevos antibióticos. Usando el nuevo dispositivo, el iChip, los investigadores estadounidenses descubrieron la clovibactina en una bacteria aislada de suelo arenoso en Carolina del Norte, E. terrae ssp. carolina.
En la publicación conjunta de Cell se ha demostrado que la clovibactina ataca con éxito a un amplio espectro de patógenos bacterianos. También fue eficaz en el tratamiento de ratones infectados con la superbacteria Staphylococcus aureus.
Una amplia variedad de objetivos
La clovibactina parece tener un mecanismo inusual para matar bacterias. Se dirige no a una, sino a tres moléculas precursoras diferentes, todas las cuales son esenciales para construir la pared celular, una especie de estructura envolvente que rodea a las bacterias. El equipo de la profesora Tania Schneider, de la Universidad de Bonn en Alemania y una de las coautoras del artículo en Cell, fue el que hizo el descubrimiento. “Debido a que el mecanismo de ataque de la clovibactina tiene múltiples objetivos, bloquea simultáneamente la síntesis de la pared celular bacteriana en varias posiciones. Esto mejora el efecto del fármaco y aumenta significativamente la resistencia al desarrollo de resistencia”, declaró Schneider.
Estructura tipo jaula
El equipo del doctor Weingarth descubrió exactamente cómo la clovibactina bloquea la síntesis de la pared celular bacteriana. Utilizaron una técnica especial, la resonancia magnética nuclear de estado sólido, que les permitió estudiar el mecanismo de la clovibactina en condiciones similares a las que se encuentran en las bacterias. El grupo de investigación del profesor Marc Baldus también contribuyó a la recopilación de datos del estudio.
“La clovibactina envuelve firmemente el pirofosfato como un guante que le queda bien. Es como una jaula que encierra a su objetivo”, dice Weingarth. De ahí el nombre de clovibactina, que deriva de la palabra griega klouvi, que significa “jaula”.
El aspecto notable del mecanismo de la clovibactina es que se solamente se une al pirofosfato, un componente común de todos los precursores de la pared celular. Al mismo tiempo, el antibiótico ignora la porción variable del péptido de azúcar de los objetivos. “Debido a que la clovibactina no se une más que a la parte invariable de sus objetivos, las bacterias tendrán muchas más dificultades para desarrollar resistencia a ella. De hecho, no hemos observado ningún grado de resistencia en nuestros estudios”.
La fibra atrapa los objetivos
La clovibactina puede hacer aún más. Una vez que se une a las moléculas objetivo, forma de manera natural grandes fibras en la superficie de las membranas bacterianas. Estas fibras permanecen estables durante mucho tiempo y aseguran que las moléculas objetivo permanezcan atrapadas el tiempo suficiente para matar las bacterias.
“Dado que estas fibras solo se forman en las membranas bacterianas y no en las humanas, probablemente también sean la razón por la que la clovibactina únicamente sea dañina para las células bacterianas, pero no tóxica para las humanas”, afirma Weingarth. “Por lo tanto, la clovibactina tiene potencial para usarse en el diseño de nuevas terapias que puedan matar bacterias sin desarrollar resistencia”.
Artículo de referencia: An antibiotic from an uncultured bacterium binds to an immutable target
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