Las paredes celulares, las estructuras en forma de chaqueta que rodean a todas las bacterias conocidas, pueden resultar en la destrucción de las bacterias. que tiene la clave para desarrollar nuevos medicamentos que lo apunten a la destrucción.

Esa perspectiva es compartida por muchos en las comunidades médica y científica, incluido Marcos Pires. Pires, bioquímico de la Universidad de Lehigh, encabeza un enfoque novedoso para comprender los cambios en la pared celular bacteriana en respuesta a los antibióticos que podrían ser fundamentales para el diseño de nuevos fármacos, una necesidad urgente a la luz de la creciente amenaza de la resistencia a los antibióticos. Su enfoque es tan prometedor que recientemente ha sido reconocido por los Institutos Nacionales de Salud con el premio Maximizing Investigators 'Research Award (MIRA).

La resistencia a los antibióticos ocurre cuando las células bacterianas se adaptan para evadir un medicamento diseñado para matarlas. Hacer cambios en la pared celular es una forma en que las bacterias logran esto. Poco se sabe sin embargo, sobre cómo responden estas estructuras cuando son atacadas.

Con la subvención MIRA de 5 años de $ 1,94 millones, El grupo de Pires profundizará en este proceso a través de un enfoque único que esencialmente engaña a las bacterias para que revelen dónde su pared celular es más vulnerable. Tal conocimiento podría ayudar a los científicos a diseñar antibióticos de próxima generación que eludan los mecanismos de resistencia a los medicamentos.

La pieza central de la investigación es un proceso que Pires y su equipo realizan para facilitar la absorción de bacterias vivas de los fragmentos sintéticos de la pared celular construidos en el laboratorio. Estos fragmentos se modifican con unidades informadoras que luego permiten a los investigadores observar, en bacterias vivas, componentes de la maquinaria de la pared celular en diversas condiciones.

"Las paredes de las células bacterianas son únicas en su estructura y función y son esenciales para las células bacterianas, lo que las convierte en objetivos únicos para el desarrollo de antibióticos, "dijo Pires, profesor adjunto del Departamento de Química. "Al 'engañar' a las bacterias para que usen algunos de nuestros componentes básicos de la pared celular, obtenemos una perspectiva sin precedentes sobre cómo cambian cuando se enfrentan a los antibióticos ".

MIRA es un programa del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales (NIGMS), una división de los NIH que brinda apoyo para la investigación básica que aumenta la comprensión de los procesos biológicos y sienta las bases para los avances en el diagnóstico de enfermedades, tratamiento y prevención. Según NIGMS, El objetivo de MIRA es aumentar la eficiencia de la financiación de NIGMS proporcionando a los investigadores una mayor estabilidad y flexibilidad. mejorando así la productividad científica y las posibilidades de avances importantes.

Identificar los cambios en la pared celular bacteriana que causan resistencia a los antibióticos.

Hay mucho en juego para los avances en el diseño de medicamentos para tratar las bacterias resistentes a los medicamentos. Cada año en los Estados Unidos, más de 2 millones de personas padecen infecciones bacterianas resistentes. Se estima que 23, 000 vidas estadounidenses y 700, 000 vidas en todo el mundo:se pierden anualmente como resultado de infecciones bacterianas resistentes a los tratamientos antibióticos actuales. Solo se espera que estos números aumenten.

Las paredes de las células bacterianas son el objetivo de algunos de los antibióticos más poderosos descubiertos hasta la fecha. Los antibióticos dirigidos a la pared celular incluyen algunos tratamientos comúnmente recetados, como penicilina y amoxicilina. Los medicamentos que se dirigen a las paredes celulares de las bacterias también se encuentran entre los más seguros, ya que las células humanas no tienen paredes celulares y, por lo tanto, no se ven afectadas por el tratamiento.

Según Pires, Los componentes individuales de la maquinaria de la pared celular bacteriana son clave para la respuesta de adaptación de las bacterias y, por lo tanto, a la farmacorresistencia. Uno de los objetivos de su equipo es identificar los componentes de la pared celular que las bacterias necesitan para adaptarse con éxito y evadir los medicamentos diseñados para destruirlas.

"Si podemos identificar estos 'puntos débiles', dijo Pires, "Deberíamos poder encontrar formas de desactivarlos o eludirlos".