Un antibiótico llamado tanatina ataca la forma en que se construye la membrana externa de las bacterias gramnegativas. Investigadores de la Universidad de Zúrich ahora han descubierto que esto sucede a través de un mecanismo previamente desconocido. Thanatin, producido naturalmente por el insecto soldado espinoso, por lo tanto, se puede utilizar para desarrollar nuevas clases de antibióticos.

La aparición mundial de bacterias resistentes a múltiples fármacos representa una amenaza creciente para la salud y la medicina humanas. "A pesar de los enormes esfuerzos de los investigadores académicos y las empresas farmacéuticas, ha resultado muy difícil identificar nuevos objetivos bacterianos efectivos para el descubrimiento de antibióticos, ", dice John A. Robinson del Departamento de Química de la UZH." Uno de los principales desafíos es identificar nuevos mecanismos de acción antibiótica contra bacterias Gram negativas peligrosas ". Este grupo de bacterias incluye una serie de patógenos peligrosos, como Pseudomonas aeruginosa, que causa infecciones pulmonares potencialmente mortales, y cepas patógenas de Escherichia coli.

Eliminación del escudo protector exterior

Un equipo interdisciplinario de químicos y biólogos de UZH y ETH Zurich ha descubierto cómo la tanatina, un antibiótico producido naturalmente por el insecto soldado Podisus maculiventris, ataca a las bacterias Gram-negativas. El antibiótico del insecto evita que se forme la membrana externa de la bacteria, un mecanismo sin precedentes en un antibiótico. Todas las bacterias gramnegativas tienen una membrana celular doble, con la membrana externa asumiendo una importante función defensiva y ayudando a las bacterias a bloquear la entrada de moléculas potencialmente tóxicas en la célula. El exterior de esta membrana está formado por una capa protectora de sustancias complejas parecidas a grasas llamadas lipopolisacáridos (LPS), sin el cual las bacterias no podrían sobrevivir.

Centrándose en las interacciones proteína-proteína

Utilizando métodos de última generación, Los investigadores de Zurich lograron demostrar que la tanatina altera el transporte de moléculas de LPS a la membrana externa. La vía de transporte consiste en una superestructura de siete proteínas diferentes que se ensamblan para formar un puente desde la membrana interna a través del espacio periplásmico hasta la membrana externa. Las moléculas de LPS cruzan este puente hacia la superficie de la célula, donde forman parte de la estructura de la membrana externa. Thanatin puede bloquear las interacciones proteína-proteína necesarias para formar el puente. Como resultado, Se evita que las moléculas de LPS lleguen a su destino y se inhibe la biogénesis de toda la membrana externa, lo que es fatal para las bacterias.

Nuevos candidatos clínicos potenciales

"Este es un mecanismo de acción sin precedentes para un antibiótico e inmediatamente sugiere formas de desarrollar nuevas moléculas como antibióticos dirigidos a patógenos peligrosos". ", explica Robinson." Este hallazgo nos muestra una forma de desarrollar sustancias que inhiben específicamente las interacciones proteína-proteína en las células bacterianas ".

Este nuevo mecanismo ya lo está utilizando un socio de la industria, Polyphor AG en Allschwil, cerca de Basilea, para desarrollar nuevos candidatos clínicos potenciales. La compañía tiene un historial probado de éxito en esta área y recientemente también ha desarrollado el antibiótico murepavadin en cooperación con UZH. La murepavadina se encuentra actualmente en ensayos clínicos de fase III en pacientes con infecciones pulmonares potencialmente mortales causadas por Pseudomonas aeruginosa. "Otro nuevo antibiótico dirigido a otros patógenos gramnegativos sería una adición muy bienvenida a los nuevos medicamentos que se necesitan con urgencia para una terapia antibacteriana eficaz". "dice Robinson.