Los científicos del Centro John Innes forman parte de un equipo internacional que ha descubierto una nueva clase de compuestos que atacan a las bacterias de una manera única.

El equipo de JIC, junto con científicos de GlaxoSmithKline y Sanofi, han informado de que la nueva clase de compuestos inhibe la ADN girasa bacteriana y muestra actividad contra algunas cepas resistentes a los medicamentos en el laboratorio.

Los antibióticos son un componente esencial de la atención clínica moderna, utilizado para prevenir y tratar infecciones bacterianas. Sin embargo, la dependencia de los antibióticos y su uso indebido generalizado ha llevado a que los patógenos bacterianos desarrollen resistencia a una gama cada vez más amplia de opciones de tratamiento.

La aparición de bacterias resistentes a múltiples fármacos ha provocado un marcado aumento en el número de infecciones intratables, y abordar este problema constituye uno de los mayores desafíos globales a los que se enfrenta la humanidad.

Esta investigación, llevada a cabo por científicos del grupo del profesor Tony Maxwell en el Centro John Innes y socios de la industria farmacéutica, fue reportado en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ).

Profesor Dale Sanders, Director del Centro John Innes, dijo, "Este descubrimiento destaca el impacto del trabajo de asociación entre las principales compañías farmacéuticas y nuestros innovadores científicos de plantas y microbios".

La investigación colaborativa fue facilitada por el consorcio ENABLE (European Gram-negative Antibacterial Engine), parte del programa "Nuevos medicamentos para los insectos nocivos" (ND4BB) de la Iniciativa sobre medicamentos innovadores, financiada con fondos europeos.

La nueva investigación revela que los compuestos inhiben una enzima bacteriana llamada ADN girasa de una manera diferente a otros inhibidores de girasa conocidos.

Profesor Tony Maxwell, líder de proyecto en Química Biológica en el Centro John Innes, explicado:

"Los cromosomas bacterianos están estrechamente enrollados, pero para que las células bacterianas se repliquen, estas espirales deben "desenrollarse" para poder acceder y copiar el código de ADN. La ADN girasa crea un corte en el ADN, lo que le permite desenrollarse antes de que se vuelvan a conectar los extremos cortados. Esto crea la oportunidad para que las enzimas que replican el ADN accedan al ADN.

"La inhibición de la ADN girasa es letal para la bacteria porque ya no puede replicar su ADN".

Los compuestos que actúan sobre la ADN girasa no son nuevos; De hecho, una clase común y extremadamente eficaz de antibióticos existentes llamados 'fluoroquinolonas' se encuentra entre varios antibióticos que hacen exactamente eso.

Sin embargo, la mayoría de los antibióticos que actúan contra la ADN girasa funcionan de manera similar, lo que significa que cuando las bacterias desarrollan resistencia a una, también pueden ser resistentes a otros de la misma clase. Pero los compuestos recién descubiertos inhiben la ADN girasa de una manera completamente diferente.

El científico postdoctoral Dr. Thomas Germe explicó:"Desafortunadamente, muchas bacterias peligrosas ya han desarrollado resistencia a las fluoroquinolonas, por lo que es posible que no tengan éxito en el tratamiento de algunas infecciones resistentes ". Después de seleccionar una colección de compuestos, Se descubrió que un compuesto, conocido en esta etapa como 'Compuesto 1', inhibe la ADN girasa de una manera nueva ".

"Las fluoroquinolonas actúan bloqueando la ADN girasa en el punto en el que interactúa con el ADN. Compuesto 1, sin embargo, no interfiere con el ADN en absoluto; más bien se une a un 'bolsillo de bisagra' en el otro lado de la estructura de la enzima, lo que evita que la enzima se balancee a la posición correcta para hacer su trabajo ".

Pero el descubrimiento no termina ahí. El profesor Maxwell dijo:"El análisis estructural reveló que si la estructura química del Compuesto 1 se modificaba ligeramente, encajaría más firmemente en la región "bisagra" de la enzima ADN girasa. Esto llevó al 'Compuesto 2', cuál es mejor inhibidor de la ADN girasa, Ambos compuestos 1 y 2 previenen el crecimiento de cepas bacterianas que son resistentes a los antibióticos de fluoroquinolonas en el laboratorio ".

"Aunque el trabajo en esta serie de compuestos se detuvo debido a la toxicidad, este descubrimiento muestra que podemos seguir identificando compuestos novedosos trabajando en asociación con la industria farmacéutica y destaca la importancia del esfuerzo colaborativo, incluida la colaboración financiada con fondos europeos ".