La leche materna, que consiste en una mezcla compleja y continuamente cambiante de proteínas, grasas y azúcares, ayuda a proteger a los bebés contra las infecciones bacterianas.

En el pasado, Los científicos han concentrado su búsqueda de la fuente de sus propiedades antibacterianas en las proteínas que contiene. Sin embargo, Un equipo interdisciplinario de químicos y médicos de la Universidad de Vanderbilt ha descubierto que algunos de los carbohidratos de la leche materna no solo poseen propiedades antibacterianas propias, sino que también mejoran la eficacia de las proteínas antibacterianas que también están presentes.

"Este es el primer ejemplo de generalizado, actividad antimicrobiana por parte de los carbohidratos en la leche materna, "dijo el profesor asistente de química Steven Townsend, quien dirigió el estudio. "Una de las propiedades notables de estos compuestos es que claramente no son tóxicos, a diferencia de la mayoría de los antibióticos ".

Los resultados fueron presentados el 20 de agosto en la reunión anual de la American Chemical Society en Washington DC por la estudiante de doctorado Dorothy Ackerman y publicados en la revista ACS Infectious Diseases el 1 de junio en un artículo titulado, "Los oligosacáridos de la leche humana exhiben propiedades antimicrobianas y anti-biofilm contra el estreptococo del grupo B."

La motivación básica de la investigación fue el creciente problema de la resistencia bacteriana a los antibióticos, que el Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades estima que causa 23, 000 muertes al año.

"Empezamos a buscar diferentes métodos para derrotar a las bacterias infecciosas. En busca de inspiración, recurrimos a una bacteria en particular, Estreptococo del grupo B Nos preguntamos si su anfitrión común, mujeres embarazadas, produce compuestos que pueden debilitar o matar estreptococos, que es una de las principales causas de infecciones en recién nacidos en todo el mundo, "Dijo Townsend.

En lugar de buscar proteínas en la leche materna con propiedades antimicrobianas, Townsend y sus colegas dirigieron su atención a los azúcares, que son considerablemente más difíciles de estudiar.

"Durante la mayor parte del siglo pasado, Los bioquímicos han argumentado que las proteínas son las más importantes y los azúcares son una ocurrencia tardía. La mayoría de la gente ha creído en ese argumento, aunque no hay datos que lo respalden, "Townsend dijo." Se sabe mucho menos sobre la función de los azúcares y, como químico capacitado en glicoproteínas, Quería explorar su papel ".

Para hacerlo los investigadores recolectaron carbohidratos de la leche humana, también llamados oligosacáridos, a partir de una serie de muestras de donantes diferentes y perfiladas con una técnica de espectrometría de masas que puede identificar miles de biomoléculas grandes simultáneamente. Luego agregaron los compuestos a cultivos de estreptococos y observaron el resultado bajo el microscopio. Esto demostró que algunos de estos oligosacáridos no solo matan a las bacterias directamente, sino que algunos también descomponen físicamente las biopelículas que las bacterias forman para protegerse.

En un estudio piloto, El laboratorio de Townsend recogió cinco muestras. Descubrieron que los azúcares de una muestra casi mataban a toda una colonia de estreptococos. En otra muestra, los azúcares fueron moderadamente efectivos mientras que las tres muestras restantes exhibieron un nivel más bajo de actividad. En un estudio de seguimiento, están probando más de dos docenas de muestras adicionales. Hasta aquí, dos rompieron las biopelículas bacterianas y mataron a las bacterias, cuatro rompieron las biopelículas pero no mataron a las bacterias y dos mataron a las bacterias sin romper las biopelículas.

"Nuestros resultados muestran que estos azúcares tienen un efecto uno-dos, "dijo Townsend." Primero, sensibilizan a las bacterias objetivo y luego las matan. Los biólogos a veces llaman a esto 'letalidad sintética' y existe un gran impulso para desarrollar nuevos fármacos antimicrobianos con esta capacidad ".

Al dosificar cultivos de estreptococos con una mezcla de azúcares de la leche y péptidos antimicrobianos de la saliva humana, Los investigadores también demostraron que la capacidad de los azúcares para descomponer las biopelículas también puede mejorar la eficacia de los otros agentes antimicrobianos que contiene la leche materna.

En estudios de seguimiento, el equipo también ha demostrado que la actividad antimicrobiana de los azúcares de la leche se extiende a otras bacterias infecciosas, incluidos dos de los seis patógenos "ESKAPE" que son la principal causa de infecciones hospitalarias en todo el mundo.

Townsend está colaborando con colegas del Centro de Investigación de Espectrometría de Masas de Vanderbilt para identificar los tipos específicos de moléculas de carbohidratos responsables de los efectos antibacterianos que han descubierto.