Los químicos en Konstanz han inhibido la biosíntesis de una señal bacteriana y, como resultado, bloqueó las propiedades infecciosas de Pseudomonas aeruginosa, el germen más común que se encuentra en los centros de salud.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) considera que Pseudomonas aeruginosa es un germen que requiere una acción urgente para prevenir y controlar su propagación. La bacteria puede causar una variedad de enfermedades, desde infecciones pulmonares crónicas hasta sepsis. Como resultado de su creciente resistencia a muchos antibióticos, estas infecciones suelen poner en peligro la vida. En lugar de intentar desarrollar un nuevo antibiótico para combatir Pseudomonas aeruginosa, El químico Dr. Thomas Böttcher y su equipo en Konstanz han centrado sus esfuerzos de investigación en inhibir los factores de virulencia en el germen. Estos incluyen toxinas y otros agentes que benefician el proceso de infección. Con este fin, el equipo de investigación desarrolló una técnica para medir la inhibición de enzimas directamente en una célula viva. El método se describe en el número actual de la Revista de la Sociedad Química Estadounidense ( JACS ).

Thomas Böttcher y la investigadora de doctorado con sede en Konstanz Michaela Prothiwa concentraron sus esfuerzos en una vía metabólica específica en las bacterias responsables de la biosíntesis de señales llamadas quinolonas. Pseudomonas aeruginosa usa estas señales para coordinar la producción de factores de virulencia. Las quinolonas actúan como señales de detección de quórum:las bacterias usan estas moléculas para cuantificar su número de células o densidad de población, muy parecido al método utilizado para determinar una mayoría de votos. Si las quinolonas indican que su número y densidad es lo suficientemente grande, luego, las bacterias comienzan a producir factores de virulencia. Estos son los responsables de las propiedades infecciosas de las bacterias.

El objetivo del equipo de investigación de Konstanz es cerrar esta comunicación basada en quinolonas. La enzima PqsD juega un papel central en la biosíntesis de quinolonas. Los investigadores pudieron desarrollar una molécula para inhibir la enzima y así evitar que las bacterias produzcan quinolonas que ayudan a las bacterias a determinar su densidad de población. La inhibición de la señal los hace incapaces de producir toxinas y factores de virulencia. "Estamos interrumpiendo la comunicación entre los microorganismos, "dice Thomas Böttcher.

Para este propósito, su equipo de químicos de la Universidad de Konstanz desarrolló un nuevo método de búsqueda de inhibidores de enzimas. Hasta ahora, Los inhibidores de enzimas se habían desarrollado típicamente en sistemas libres de células y, a menudo, habían resultado ineficaces en células vivas. Una nueva estrategia que utiliza sondas químicas ahora permite medir la inhibición de una enzima directamente en una célula viva. Ahora se pueden probar bibliotecas de compuestos químicos para descubrir inhibidores de vías metabólicas específicas en bacterias. La estrategia no se limita únicamente a la enzima PqsD. En el futuro, también se utilizará para el desarrollo específico de inhibidores que se dirijan a otras vías metabólicas bacterianas.

Otra publicación del equipo de investigación de Thomas Böttcher aparece en Química:una revista europea y se centra en los factores de virulencia y un fármaco considerado "medicamento esencial" por la OMS. Esta investigación tiene como objetivo comprender por qué algunas enzimas en las bacterias producen pequeños sideróforos hechos de dos o tres componentes básicos.

Los metabolitos producidos por la ciclación de dos componentes básicos incluyen factores de virulencia para enfermedades que afectan a peces e insectos, mientras que un compuesto más grande que consta de tres componentes básicos se encuentra en uno de los medicamentos más importantes utilizados en todo el mundo. Este medicamento se utiliza durante las transfusiones de sangre o para tratar enfermedades causadas por el exceso de hierro en el torrente sanguíneo. Junto con la investigadora de doctorado Sina Rütschlin, Thomas Böttcher desarrolló un nuevo modelo para explicar cómo se producen estos sideróforos con dos o tres bloques de construcción. El objetivo futuro es poder personalizar enzimas optimizadas para la producción de estos agentes químicos.