Los científicos están buscando formas de desarrollar antibióticos que puedan atacar con precisión las bacterias infecciosas. Una mayor especificidad podría ayudar a combatir la resistencia a los antibióticos y también evitar que las bacterias "buenas" sean atacadas por antibióticos de amplio espectro.

Los esfuerzos para desarrollar antibióticos dirigidos se han visto limitados por la dificultad de un diagnóstico rápido y el desarrollo de mecanismos de muerte dirigidos.

Un esfuerzo colaborativo de dos profesores de Boston College, un químico y un biólogo, ha llevado a una nueva plataforma para permitir el descubrimiento rápido de moléculas que potencialmente reconocen cualquier cepa de bacterias de interés. el equipo informó recientemente en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

El nuevo enfoque se basa en la visualización de fagos, una estrategia probada utilizada para crear y seleccionar bibliotecas de péptidos que contienen miles de millones de diferentes miembros compuestos mostrados en bacteriófagos. Si bien es una herramienta poderosa, la presentación de fagos se ha limitado a su uso con los péptidos de aminoácidos naturales, anotaron los investigadores.

El profesor asociado de química Jianmin Gao y el profesor asociado de biología Tim van Opijnen se propusieron expandir el "espacio químico" de la exhibición de fagos mediante la incorporación de ojivas químicas de diseño que mejoran drásticamente la potencia de un péptido para unirse a objetivos biológicos.

El cribado de esta biblioteca química mejorada contra bacterias vivas produjo potentes, sondas altamente selectivas para atacar dos patógenos bacterianos mortales resistentes a los antibióticos:Staphylococcus aureus resistente a la meticilina y Acinetobacter baumannii resistente a la colistina, el equipo informó en un artículo titulado "La visualización de fagos de motivos de unión covalente dinámica permite el desarrollo fácil de antibióticos dirigidos".

Gao dijo que las ojivas químicas de diseño introducen en la biblioteca de fagos un "mecanismo de unión covalente reversible, "que está ausente en los péptidos de los aminoácidos naturales. La biblioteca de péptidos mejorada químicamente permite el direccionamiento potente y selectivo de una bacteria de interés, superando las condiciones biológicas que interfieren con la unión a los patógenos y evitando las células humanas sanas.

"La 'ojiva' nos permite crear moléculas con mayor potencia y selectividad hacia una cepa bacteriana de interés, "dijo Gao, cuya investigación es apoyada por los Institutos Nacionales de Salud. "Ahora tenemos una biblioteca mucho mejor para usar en el cribado e identificación de las cepas de estas moléculas bacterianas específicas".

En experimentos posteriores, Gao y van Opijnen unieron con éxito una toxina genérica a estas moléculas dirigidas a bacterias, un paso adelante significativo que imparte especificidad en el tratamiento de las dos cepas de bacterias.

"Este nuevo, biblioteca de fagos modificada muestra que puede ser un poderoso, herramienta multiusos, "dijo Gao." Primero, se puede utilizar para generar agentes de imagen para confirmar una sospecha de infección bacteriana. Estas sondas darán vueltas y buscarán bacterias infectadas. Encuéntrelos y conéctese a ellos. Segundo, podemos adjuntar un antibiótico y la sonda servirá para entregar la toxina a la única cepa de bacterias. Esto nos acerca a los antibióticos de espectro reducido ".

Gao y van Opijnen dijeron que el nuevo enfoque debería ser aplicable a una amplia gama de patógenos bacterianos, permitiendo el desarrollo de antibióticos dirigidos.

"Este es un primer paso hacia ese objetivo a largo plazo, ", dijo Gao." Nos gustaría ampliar este enfoque prometedor para desarrollar antibióticos dirigidos que traten estas cepas específicas de patógenos mortales y dañinos ".

Gao dijo que los avances en antibióticos dirigidos mejorarán la atención al paciente, y reducir la "tensión" impuesta a las bacterias necesarias y su evolución de resistencia a los antibióticos.

"Con el tratamiento de antibióticos de amplio espectro, todas las bacterias del cuerpo sienten la tensión y evolucionan para resistir los antibióticos, ", dijo Gao." Así que nuestros antibióticos disponibles actualmente están forzando la rápida adquisición de resistencia, lo cual es indeseable. Idealmente, nos gustaría encontrar algo que se dirija a las bacterias que causan enfermedades de forma selectiva. Trate esa cepa y solo esa cepa y de esa manera no tendremos que eliminar las bacterias buenas ".

Además de Gao y van Opijnen, el equipo incluía a los investigadores del Boston College Kelly A. McCarthy, Michael A. Kelly, Kaicheng Li, Samantha Cambray, y Azade S. Hosseini. Patrick Autissier, gerente de la planta de clasificación de células de BC, proporcionó análisis de citometría de flujo.