Micrografía electrónica de barrido de MRSA intacto (azul), Formación de vesículas inducida por PK150 (verde), y MRSA destruido por PK150 (rojo). Crédito:Manfred Rohde / HZI
Las bacterias resistentes a los antibióticos son cada vez más fuente de infecciones mortales. Un equipo de científicos de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) y el Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones (HZI) en Braunschweig ahora han modificado un medicamento contra el cáncer aprobado para desarrollar un agente activo contra patógenos resistentes a múltiples fármacos.
El Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA) es la fuente de infecciones graves y persistentes. Algunas cepas incluso son resistentes a múltiples antibióticos. En consecuencia, existe una necesidad urgente de nuevos fármacos eficaces contra las infecciones por MRSA.
"El desarrollo industrial de nuevos antibióticos se está estancando y no sigue el ritmo de la propagación de la resistencia a los antibióticos. Necesitamos con urgencia enfoques innovadores para satisfacer la necesidad de nuevas terapias contra las infecciones que no conduzcan directamente a una resistencia renovada". "dice la profesora Eva Medina, director del Grupo de Investigación de Inmunología de Infecciones HZI.
Nuevas estrategias de desarrollo de antibióticos
Una estrategia prometedora es probar el efecto potencial de los medicamentos aprobados sobre las bacterias. "Nuestro enfoque estaba en una clase de proteínas humanas llamadas quinasas, que tienen muchos inhibidores para empezar, "explica el líder del estudio, Stephan Sieber, profesor de química orgánica en TUM.
En esta vena, los investigadores modificaron químicamente el ingrediente activo sorafenib, un medicamento contra el cáncer que es eficaz contra MRSA, para lograr un efecto antibiótico más fuerte. Esto llevó al desarrollo de PK150, una molécula 10 veces más eficaz contra MRSA que la sustancia original.
Los científicos dirigidos por el profesor Stephan Sieber de la Universidad Técnica de Munich y la profesora Eva Medina del Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones han modificado un fármaco contra el cáncer aprobado para desarrollar un agente activo contra patógenos resistentes a múltiples fármacos. La imagen muestra al autor Robert Macsics examinando una placa de agar en la que han crecido colonias de Staphylococcus aureus. Crédito:Andreas Heddergott / TUM
Múltiples ataques previenen el desarrollo de resistencias.
El nuevo y potente agente se dirige a varias estructuras no convencionales dentro de las bacterias. Se investigaron dos objetivos con mayor detalle:por un lado, PK150 inhibe una proteína esencial involucrada en el metabolismo energético bacteriano. Por otro, actúa sobre la pared celular.
A diferencia de los antibióticos previamente conocidos como la penicilina y la meticilina, que interfieren con la formación de la pared celular, PK150 actúa indirectamente. Destroza la producción de proteínas en las bacterias. Como resultado, las bacterias liberan más proteínas que controlan el grosor de la pared celular hacia el exterior, haciendo que las células estallen.
En ratones, PK150 ha demostrado ser eficaz contra MRSA en una variedad de tejidos. Si bien los estafilococos desarrollan rápidamente resistencia a otros antibióticos, los investigadores no observaron el desarrollo de ninguna resistencia a PK150.
Los científicos dirigidos por el profesor Stephan Sieber de la Universidad Técnica de Munich y la profesora Eva Medina del Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones han modificado un fármaco contra el cáncer aprobado para desarrollar un agente activo contra patógenos resistentes a múltiples fármacos. La imagen muestra al autor Robert Macsics en el laboratorio del grupo del profesor Sieber trabajando en el banco de trabajo estéril. Crédito:Andreas Heddergott / TUM
Efectividad frente a biofilms y persistentes
Eva Medina y la Dra. Katharina Rox, un farmacólogo del Departamento de Biología Química de HZI, mostró que PK150 tiene propiedades farmacológicas favorables. Puede administrarse como tableta, por ejemplo, y permanece estable en el cuerpo durante varias horas. "Como resultado de los cambios químicos en la molécula, PK150 ya no se une a las quinasas humanas, pero actúa muy específicamente contra objetivos bacterianos, "dice Sieber.
Y PK 150 tiene otro beneficio:"Las infecciones por MRSA son muy a menudo crónicas, ya que las bacterias pueden volverse inactivas. PK150 incluso los mata, así como los gérmenes protegidos en biopelículas, "dice el profesor Dietmar Pieper, jefe del grupo de investigación HZI "Interacciones y procesos microbianos".
En el contexto del proyecto aBACTER, El equipo del Prof. Sieber ahora está optimizando aún más el PK150 para entrar en la fase de desarrollo clínico.
El estudio se publica en Química de la naturaleza .
