Aproximadamente la mitad de todas las drogas, que van desde la morfina hasta la penicilina, provienen de compuestos que provienen o se han derivado de la naturaleza. Esto incluye muchos medicamentos contra el cáncer, que son lo suficientemente tóxicos como para matar las células cancerosas.

Entonces, ¿cómo se protegen los organismos que producen estas sustancias tóxicas de los efectos nocivos? Los científicos del campus de Florida de Scripps Research han descubierto un mecanismo previamente desconocido:proteínas que las células usan para unirse a una sustancia tóxica y secuestrarla del resto del organismo.

"Gracias a este descubrimiento, ahora sabemos algo sobre los mecanismos de resistencia que nunca antes se había conocido para los antibióticos antitumorales enediyne, "dice el autor principal del estudio, Ben Shen, Doctor., profesor y copresidente del Departamento de Investigación de Química de Scripps.

El trabajo tiene importantes implicaciones para comprender cómo las células cancerosas humanas desarrollan resistencia a las quimioterapias basadas en productos naturales. Es más, el microbioma puede desempeñar un papel en la resistencia a los medicamentos. El estudio fue publicado hoy en la revista Biología química celular .

"Este mecanismo podría ser clínicamente relevante para los pacientes que reciben estos medicamentos, por lo que es muy importante estudiarlo más a fondo "dice Shen.

Los productos naturales —compuestos químicos producidos por organismos vivos— se consideran una de las mejores fuentes de nuevos fármacos y pistas de fármacos. "Poseen una enorme diversidad estructural y química en comparación con las moléculas que se fabrican en el laboratorio, ", Dice Shen. Los productos naturales pueden provenir de flores, árboles u organismos marinos como esponjas. Una de las fuentes más comunes, sin embargo, es una bacteria que vive en el suelo.

El laboratorio de Shen se centra en una clase de productos naturales llamados enediynes. Estos compuestos provienen de bacterias llamadas actinomicetos, que se encuentran naturalmente en el suelo. Dos productos de enediyne ya están aprobados por la FDA como medicamentos contra el cáncer y se utilizan ampliamente. Pero los pacientes que los toman a menudo desarrollan resistencia. Después de un período de meses o años, los tumores pueden dejar de responder a la quimioterapia y comenzar a crecer nuevamente.

Si bien se desconoce en gran medida cómo los pacientes desarrollan resistencia a estos medicamentos, Los científicos han descubierto dos mecanismos que utilizan las bacterias para protegerse de los enediynes. "Los mecanismos de auto-resistencia en los productores de antibióticos sirven como modelos sobresalientes para predecir y combatir la futura resistencia a los medicamentos en un entorno clínico, "dice Shen.

En el nuevo estudio, los investigadores informan un tercero, mecanismo de resistencia previamente desconocido. Implica tres genes llamados tnmS1, tnmS2 y tnmS3, que codifican proteínas que permiten a las bacterias resistir los efectos de un tipo de enediinos llamados tiancimicinas. El laboratorio de Shen está estudiando tiancimicinas, que son muy prometedores para los nuevos medicamentos contra el cáncer. Las proteínas actúan uniéndose a las tiancimicinas y manteniéndolas separadas del resto del organismo.

Después de descubrir estos genes en actinomicetos y cómo funcionan, los investigadores estudiaron cuán extendidos están estos genes en otros microorganismos. Se sorprendieron al descubrir que, además de los actinomicetos, los genes también estaban presentes en varios microorganismos que se encuentran comúnmente en la microbiota humana, la colección de microorganismos que habitan naturalmente el cuerpo humano.

"Esto genera muchas preguntas que nadie ha hecho antes, ", Dice Shen." Puedo racionalizar por qué el organismo productor tendría estos genes, porque necesita protegerse de sus propios metabolitos. Pero, ¿por qué otros microorganismos necesitan estos genes de resistencia? ”. Señala que es posible que los microbios intestinales pasen los productos de estos genes a su huésped, los humanos, lo que podría contribuir a la resistencia a los medicamentos.

"Estos hallazgos plantean la posibilidad de que la microbiota humana pueda afectar la eficacia de los medicamentos a base de enediyne y deben tenerse en cuenta al desarrollar nuevas quimioterapias". "Dice Shen." Los esfuerzos futuros para estudiar el microbioma humano en busca de elementos de resistencia deberían ser una parte importante de los programas de descubrimiento de fármacos basados ​​en productos naturales ".