Las bacterias resistentes a los antibióticos son un problema creciente cuando se trata de combatir infecciones. Las bacterias que tienen una capa protectora adicional en sus paredes celulares (un tipo conocido como "gramnegativo" en referencia al método de tinción utilizado para identificarlas) son especialmente difíciles de combatir.

Los investigadores de Yale han avanzado en la comprensión de cómo las bacterias generan esta capa protectora a través de un nuevo estudio que descubre matices adicionales y objetivos adicionales para el desarrollo de nuevos antibióticos.

Sus hallazgos fueron publicados el 18 de abril en las Proceedings of the National Academy of Sciences. .

Un componente crítico de esta capa protectora es una molécula llamada lipopolisacárido (LPS). Las bacterias necesitan una cierta cantidad de LPS; demasiado o muy poco mata la célula. Investigaciones anteriores del laboratorio de Wei Mi, profesor asistente de farmacología en la Facultad de Medicina de Yale, revelaron cómo los sensores moleculares en E. coli logran el equilibrio adecuado en la producción de LPS.

En el nuevo estudio, los investigadores profundizaron en la parte de este proceso que previene la acumulación excesiva de LPS, con el objetivo de aclarar cómo una proteína llamada LapB se une y estimula la degradación de LpxC, una enzima que inicia la producción de LPS. Los investigadores utilizaron microscopía electrónica criogénica para ver la estructura del complejo creado cuando estas dos moléculas se unen.

"Observar la estructura proporciona la visualización más directa de cómo ocurre esta parte del proceso", dijo Mi, autor principal del nuevo estudio. "Una vez que vimos la estructura, hicimos cambios en las moléculas para ver cómo eso afectaba la unión, lo que nos permitió identificar qué componentes son necesarios para que LapB reconozca a LpxC".

Pero los investigadores también descubrieron, para su sorpresa, que LapB desempeñaba una segunda función. No solo es responsable de la degradación de LpxC, sino que también inhibe la acción de la enzima antes de que ocurra la degradación.

"Básicamente, LapB apaga LpxC antes de que lo destruya", dijo Mi. "No entendemos por qué las bacterias hacen esto, ya que parece redundante, pero esto es lo que estamos investigando ahora".

Los investigadores especulan que esta doble función podría tener que ver con la flexibilidad. La degradación es un proceso lento pero irreversible, mientras que la inhibición es rápida y reversible. Tener ambas capacidades podría permitir que las bacterias respondan a los cambios ambientales de manera más ágil.

"Todo esto es relevante para el desarrollo de antibióticos", afirmó Mi. "Estos detalles nos ayudarán a encontrar nuevos enfoques y comprender por qué otros no funcionan".