Investigadores en Japón han identificado múltiples candidatos a fármacos nuevos y prometedores para tratar infecciones resistentes a los antibióticos, incluyendo la superbacteria MRSA (resistente a la meticilina Staphylococcus aureus ). El equipo desarrolló una nueva técnica para mejorar el potencial de lucha contra infecciones de los productos químicos naturales y probarlos rápidamente.

En pruebas de laboratorio, tres de las moléculas sintéticas que construyeron los investigadores son cuatro veces más efectivas para matar bacterias que su predecesor natural, que ya es en sí mismo un orden de magnitud más potente que el fármaco actual utilizado contra MRSA, vancomicina.

"Nuestra técnica es rápida porque podemos construir miles de moléculas nuevas en una sola síntesis, ", dijo el profesor asistente Hiroaki Itoh del Departamento de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de Tokio.

Los investigadores identificaron por primera vez el nuevo y prometedor antibiótico natural de una muestra de suelo recolectada en la isla subtropical de Okinawa en el suroeste de Japón. El antibiótico llamada lisocina E, tiene un mecanismo único para matar bacterias en comparación con las clases de antibióticos disponibles actualmente. Incluso MRSA estaría indefenso contra él.

La lisocina E tiene una estructura química compleja que se asemeja a una pandereta:un anillo grande con 12 cadenas laterales cortas.

Los bloques de construcción de proteínas, llamados aminoácidos, que forman esas cadenas, cada uno contribuye a la función general de la molécula completa. Cambiar los aminoácidos naturales por otros diferentes podría mejorar la función del antibiótico.

"Tratamos de encontrar las mejoras que la selección natural aún no hizo, "dijo Itoh.

Los investigadores se centraron en cuatro cadenas laterales y probaron cómo siete aminoácidos diferentes podrían mejorar la actividad antibacteriana de la lisocina E. Todas las combinaciones posibles de las cuatro cadenas laterales y los siete aminoácidos significaban que los investigadores necesitaban construir 2, 401 versiones sintéticas diferentes de lisocina E. modificada

Los investigadores construyeron los 2, 401 lisocina E modificada simultáneamente, un aminoácido a la vez encima de pequeñas cuentas. Las perlas se dividieron en siete porciones cada vez que los investigadores llegaron a una parte de la molécula en la que querían variar el aminoácido en una cadena lateral. Luego, todas las perlas se recombinaron hasta que los investigadores alcanzaron la ubicación de la siguiente variación de aminoácidos.

"Muy pocos investigadores han hecho esto antes porque muchas moléculas naturales tienen estructuras relativamente grandes y complejas. Esto hace que sean difíciles de construir sintéticamente. "explicó Itoh.

La técnica se conoce como estrategia de biblioteca de una sola cuenta y un compuesto, o síntesis split-and-mix.

Una vez que los 2, Se construyeron 401 lisocina E modificada, Los investigadores probaron si conservaban el método único de la versión natural para matar bacterias. Luego, los investigadores eliminaron las moléculas de las perlas e identificaron sus estructuras químicas.

Solo se seleccionaron 22 lisocina E modificada para la ronda final de pruebas para medir qué tan efectivas eran para matar seis bacterias comunes en pequeños tubos de ensayo. De aquellos, 11 lisocina E modificada mostró una actividad antimicrobiana mejor o igual a la lisocina E. original.

Los investigadores estudiarán las tres lisocina E modificada más potentes, definidas por la cantidad muy pequeña de fármaco eficaz para matar bacterias, para verificar su eficacia en el tratamiento de infecciones en modelos animales no humanos y comprender el mecanismo detallado de cómo matan bacterias en dosis tan bajas. .

"Potencialmente, Nuestro método podría usarse para encontrar otros candidatos a fármacos basados ​​en productos naturales prometedores de proteínas pequeñas, incluso para anti-cáncer o antivirus, "dijo Itoh.

Los investigadores confían en que su método para mejorar sintéticamente productos naturales puede aumentar la velocidad del descubrimiento de fármacos en una etapa temprana. y ayudar a maximizar el potencial de moléculas complejas naturales.

Además de las bacterias, patógenos como el VIH (un virus) y la malaria (un parásito) se están volviendo resistentes a los medicamentos, aumentando la amenaza potencial para la salud mundial de la resistencia a los medicamentos. (Para obtener más información sobre la resistencia a los antibióticos, consulte la hoja de datos de la Organización Mundial de la Salud).