Los ramnolípidos producidos por Pseudomonas aeruginosa se dirigen a la membrana plasmática de Staphylococcus aureus (etiquetado aquí en rojo) para aumentar la permeabilidad a los antibióticos aminoglucósidos. Crédito:Conlon Lab, Facultad de Medicina de la UNC
Staphylococcus aureus Las bacterias son una de las principales causas de infecciones graves que a menudo persisten a pesar del tratamiento con antibióticos. pero los científicos de la Facultad de Medicina de la UNC han descubierto ahora una forma de hacer que estas bacterias sean mucho más susceptibles a algunos antibióticos comunes.
Los científicos, en un estudio publicado en Biología química celular , descubrió que agregar moléculas llamadas ramnolípidos puede producir antibióticos aminoglucósidos, como tobramicina, cientos de veces más potente contra S. aureus - incluidas las cepas que de otro modo serían muy difíciles de matar. Los ramnolípidos aflojan eficazmente las membranas externas de S. aureus células para que las moléculas de aminoglucósidos puedan entrar en ellas más fácilmente.
"Existe una gran necesidad de nuevas formas de matar las bacterias que toleran o resisten los antibióticos estándar, y con ese fin encontramos que alterar la permeabilidad de la membrana para inducir la captación de aminoglucósidos es una estrategia extremadamente eficaz contra S. aureus , "dijo el autor principal del estudio, Brian Conlon, Doctor., profesor asistente en el departamento de microbiología e inmunología de la Facultad de Medicina de la UNC.
Los Centros para el Control de Enfermedades de EE. UU. Han estimado que en 2017 hubo más de 119, 000 casos de infecciones graves por estafilococos en el torrente sanguíneo en los Estados Unidos, de los cuales más de 20, 000 fueron fatales.
Tratamientos estándar para muchas cepas de S. aureus no mates las bacterias, ya sea porque las bacterias han adquirido genéticamente una resistencia específica a los antibióticos o porque crecen en el cuerpo de una manera que las hace inherentemente menos vulnerables. Por ejemplo, S. aureus puede adaptar su metabolismo para sobrevivir en zonas de bajo oxígeno en abscesos o en los pulmones llenos de moco de personas con fibrosis quística. En estos entornos, la pared o membrana externa bacteriana se vuelve relativamente impermeable a los aminoglucósidos, como tobramicina.
Conlon y colegas, incluida la primera autora Lauren Radlinski, un doctorado candidato en el laboratorio de Conlon, encontró en un estudio de 2017 que los ramnolípidos mejoran en gran medida la potencia de la tobramicina frente a las cepas de prueba estándar de S. aureus . Los ramnolípidos son pequeñas moléculas producidas por otra especie bacteriana, Pseudomonas aeruginosa, y se cree que es una de las armas naturales de P. aeruginosa contra otras bacterias en la naturaleza. En dosis altas, hacen agujeros en las membranas celulares de las bacterias rivales. Los investigadores de la UNC encontraron que los ramnolípidos aumentan en gran medida la absorción de moléculas de tobramicina, incluso a dosis bajas en las que no tienen un efecto antibacteriano independiente.
En el nuevo estudio, Con Lon, Radlinski y sus colegas probaron combinaciones de ramnolípido-tobramicina contra S. aureus poblaciones que son particularmente difíciles de matar en la práctica clínica habitual. Los investigadores encontraron que los ramnolípidos aumentan la potencia de la tobramicina contra:
Radlinski dijo:"Las dosis de tobramicina que normalmente tendrían poco o ningún efecto sobre estos S. aureus poblaciones los mataron rápidamente cuando se combinaron con ramnolípidos ".
Con Lon, Radlinski, y sus colegas determinaron que los ramnolípidos, incluso en dosis bajas, alteran la S. aureus membrana de una manera que la hace mucho más permeable a los aminoglucósidos. Cada antibiótico de esta familia que probaron, incluida la tobramicina, gentamicina, amikacina, neomicina, y kanamicina — ha mejorado su potencia. Los experimentos mostraron, es más, que esta estrategia de potenciación es eficaz no solo contra S. aureus pero varias otras especies bacterianas, incluyendo Clostridioides difficile (C-diff), que es una de las principales causas de Enfermedad diarreica a menudo mortal entre los ancianos y los pacientes en los hospitales.
Los ramnolípidos vienen en muchas variantes, y los científicos ahora esperan determinar si existe una variante óptima que funcione poderosamente contra otras bacterias mientras tiene poco o ningún efecto tóxico en las células humanas. El equipo también planea estudiar otras armas de microbios contra microbios para encontrar nuevas formas de mejorar la potencia de los antibióticos existentes.
"Hay una gran cantidad de interacciones bacterianas entre especies que podrían influir en el funcionamiento de nuestros antibióticos, Radlinski dijo:"Nuestro objetivo es encontrarlos con el objetivo final de mejorar la eficacia de las terapias actuales y ralentizar el aumento de la resistencia a los antibióticos".
