A medida que las bacterias peligrosas se vuelven más inteligentes para evadir los antibióticos, los investigadores están buscando nuevas formas de contraatacar. En lugar de diseñar nuevos medicamentos desde cero, algunos científicos están buscando formas de bloquear las maniobras evasivas de los microbios. Si la resistencia se puede apagar, Los fármacos actuales deben seguir siendo eficaces.

Ese concepto se demuestra en un nuevo estudio de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis. Los investigadores descubrieron compuestos que bloquean la resistencia a una clase importante de antibióticos llamados tetraciclinas. Si se convierte en una droga, tal compuesto podría administrarse en combinación con una tetraciclina, si la infección se vuelve resistente a la tetraciclina sola. Estos tipos de compuestos no tienen un efecto antimicrobiano directo; si se administran solos, no matarían las bacterias. En lugar de, destruyen la capacidad de la bacteria para sobrevivir al tratamiento con antibióticos específicos.

La investigación, realizado en bacterias cultivadas en el laboratorio, se publica el 8 de mayo en la revista Biología química de la naturaleza .

"Estos compuestos inhiben la capacidad de las bacterias resistentes a la tetraciclina para destruir la tetraciclina, "dijo el coautor principal Gautam Dantas, profesor asociado de patología e inmunología. "Estamos acelerando la maquinaria de resistencia de las bacterias capaces de destruir la tetraciclina. Si estos insectos ya no pueden masticar este antibiótico, se vuelven a sensibilizar a los efectos de la droga ".

Las tetraciclinas se recetan para una amplia variedad de infecciones bacterianas, incluyendo neumonía y otras infecciones del tracto respiratorio; acné y otras infecciones de la piel; infecciones de los sistemas genital y urinario; y la infección bacteriana que causa úlceras de estómago. También se utilizan ampliamente en grandes operaciones agrícolas, incluidas las industrias láctea y pesquera.

A pesar del uso generalizado de las tetraciclinas, Las infecciones bacterianas aún no han demostrado una resistencia agresiva a estos fármacos mediante mecanismos de destrucción. Algunas bacterias son resistentes a las tetraciclinas por otros medios, como bombear el fármaco fuera de la célula o impedir que el fármaco alcance su objetivo, pero estas estrategias no son tan efectivas como destruir la droga por completo. Dantas dijo que las condiciones son favorables para que aumente este tipo destructivo de resistencia.

Los investigadores descubrieron estos compuestos inhibidores de la resistencia al realizar primero estudios genéticos de bacterias que viven en suelos de diferentes partes del país; estaban interesados ​​en comprender el grado de resistencia a los antibióticos presente en las bacterias que viven en el medio ambiente. Usando una técnica genómica que el laboratorio de Dantas ayudó a desarrollar, los investigadores habían aislado previamente pequeños fragmentos de ADN bacteriano de los suelos y habían examinado esos fragmentos en busca de genes que pudieran conferir resistencia a los antibióticos en bacterias infecciosas. Estos estudios demostraron que las bacterias del suelo están repletas de genes que, si se transfieren a las bacterias que causan enfermedades, permitirían que las bacterias sobrevivan al tratamiento con muchos antibióticos comunes.

Según Dantas, un conjunto de genes se destacó porque los investigadores no pudieron encontrar estas secuencias enumeradas en ninguna base de datos genómica, y estos nuevos genes permitieron que las bacterias descompusieran los antibióticos de tetraciclina, un problema que aún no ha ocurrido en los muchos pacientes tratados con tetraciclinas.

Si bien los genes aún no están ampliamente presentes en las bacterias que causan infecciones, Dantas y su equipo determinaron que los genes tenían un alto riesgo de propagarse debido al uso generalizado de las tetraciclinas y al hecho de que incluso el uso apropiado de antibióticos favorece la supervivencia de las bacterias resistentes. Además, algunos de los genes de resistencia recién descubiertos se ubicaron cerca de secciones del genoma bacteriano que se sabe que son capaces de saltar entre bacterias incluso lejanas. Los genes de resistencia permiten a las bacterias fabricar proteínas que los investigadores denominaron tetraciclina destructasas debido a su capacidad para descomponer la tetraciclina.

Dantas formó asociaciones con los coautores principales Timothy A. Wencewicz, un profesor asistente de química, y Niraj H. Tolia, Doctor, profesor asociado de microbiología molecular, para determinar cómo funcionan estas destructasas y desarrollar inhibidores que interfieran con su capacidad para romper la tetraciclina. Dantas señaló la importancia de la colaboración entre disciplinas para abordar el complejo problema de la resistencia a los antibióticos. En este caso, los investigadores están combinando experiencia en genética, química, microbiología estructural y análisis de big data para diseñar inhibidores de tetraciclina destructasas.

Las bacterias portadoras de tetraciclina destructasas aún no están al nivel de peligro que representan las superbacterias como las Enterobacteriaceae resistentes a los carbapenémicos (CRE), pero sus estrategias de resistencia funcionan de manera similar en términos de la capacidad de destruir un antibiótico. El año pasado, una infección por CRE resistente a todos los antibióticos disponibles provocó la muerte de una mujer de Nevada con un historial reciente de hospitalizaciones fuera de los Estados Unidos.

La selección de la resistencia ha tenido éxito en algunas infecciones bacterianas que se han vuelto resistentes a otra clase importante de medicamentos llamados betalactámicos. que incluye penicilina. Los inhibidores de tetraciclina destructasa tendrían una función similar a los inhibidores de beta-lactamasa. Estos inhibidores a menudo se han desarrollado junto con sus fármacos betalactámicos asociados y han ayudado a algunos betalactámicos a recuperar su eficacia.

Haciendo hincapié en la puntualidad de la investigación, Dantas dijo que hay evidencia de que estos genes de resistencia a la tetraciclina destructasa están comenzando a aumentar la amenaza para los pacientes con infecciones bacterianas.

"Desde que comenzamos este trabajo hace tres años, ahora se ha descubierto que una tetraciclina destructasa está presente en cuatro de los seis patógenos más mortales, según lo definido por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, ", Dijo Dantas." Esta es nuestra motivación para trabajar para encontrar inhibidores de las tetraciclinas destructasas ".