El estudio, publicado en la revista Nature Microbiology, ha desentrañado cómo la bomba de eflujo AcrAB-TolC, que se encuentra en la membrana externa de muchas bacterias, cambia su forma para exportar fármacos y proporcionar resistencia.
El equipo internacional utilizó microscopía crioelectrónica para obtener imágenes de la estructura atómica de la bomba, proporcionando la respuesta tan buscada sobre cómo se abre para permitir la salida de antibióticos.
Comprender el mecanismo de la bomba AcrAB-TolC abre el camino a posibles tratamientos que podrían revertir la resistencia bacteriana a los medicamentos.
La bomba bacteriana consta de la proteína de fusión de membrana, AcrA, el transportador de múltiples fármacos, AcrB, y el canal de la membrana externa, TolC.
AcrB contiene dos compartimentos en forma de embudo que se unen y exportan los antibióticos.
Cuando los antibióticos ingresan al primer compartimento, el embudo cambia de forma, lo que permite que los antibióticos pasen al segundo embudo para exportarlos desde la célula.
Para comprender los cambios estructurales necesarios para bombear fármacos fuera de la célula, los investigadores utilizaron nanodiscos, que son pequeños discos de membrana lipídica, para estabilizar los diferentes componentes de la bomba en su entorno nativo.
Encontraron una serie de intermediarios que revelan cómo los dos compartimentos de AcrB se deforman para permitir que los antibióticos pasen de un embudo al otro.
La profesora Michelle Chang de la Escuela de Investigación de Química de la ANU y el Centro de Excelencia ARC en Imágenes Moleculares Avanzadas, dijo:"La bomba AcrAB-TolC es notoriamente difícil de estudiar debido a su naturaleza dinámica e inestabilidad cuando se retira de la membrana celular.
"Poder generar intermediarios estables y observar los cambios estructurales en tiempo real utilizando crio-EM nos ha permitido comprender el mecanismo de la bomba como nunca antes.
"Esto abre la posibilidad de inhibir su función y bloquear la salida de antibióticos, esencialmente restaurando la eficacia de los fármacos".
La Dra. Emma Taylor de la Escuela de Investigación de Química de la ANU dijo:"El uso de nanodiscos nos ha permitido obtener nuevos conocimientos sobre cómo funcionan estos complejos de proteínas de membrana.
"Este estudio no sólo proporciona una gran cantidad de conocimientos sobre este complejo de bombas en particular, sino que también presenta metodologías que pueden aplicarse a una amplia gama de proteínas de membrana multicomponentes".
El equipo de investigación incluyó científicos de la ANU, la Universidad de Melbourne y la Universidad de Illinois en Chicago.
