Los antibióticos se encuentran entre los descubrimientos más importantes de la medicina moderna y han salvado millones de vidas desde el descubrimiento de la penicilina hace casi 100 años. Muchas enfermedades causadas por infecciones bacterianas, como neumonía, meningitis o septicemia:se tratan con éxito con antibióticos. Sin embargo, las bacterias pueden desarrollar resistencia a los antibióticos, lo que deja a los médicos luchando por encontrar tratamientos efectivos. Particularmente problemáticos son los patógenos que desarrollan resistencia a múltiples fármacos y no se ven afectados por la mayoría de los antibióticos. Esto conduce a una progresión grave de la enfermedad en los pacientes afectados, a menudo con un desenlace fatal. Por lo tanto, científicos de todo el mundo están comprometidos en la búsqueda de nuevos antibióticos. Investigadores de la Universidad de Göttingen y el Instituto Max Planck de Química Biofísica de Göttingen han descrito ahora un nuevo enfoque prometedor que involucra 'antivitaminas' para desarrollar nuevas clases de antibióticos. Los resultados fueron publicados en la revista Biología química de la naturaleza .

Las antivitaminas son sustancias que inhiben la función biológica de una vitamina genuina. Algunas antivitaminas tienen una estructura química similar a las de la vitamina real cuya acción bloquean o restringen. Para este estudio, El equipo del profesor Kai Tittmann del Centro de Biociencias Moleculares de Göttingen de la Universidad de Göttingen trabajó junto con el grupo del profesor Bert de Groot del Instituto Max Planck de Química Biofísica de Göttingen y el profesor Tadgh Begley de la Universidad A&M de Texas (EE. UU.). Juntos investigaron el mecanismo de acción a nivel atómico de una antivitamina natural de la vitamina B1. Algunas bacterias pueden producir una forma tóxica de esta vitamina B1 vital para matar las bacterias competidoras. Esta antivitamina en particular tiene solo un átomo además de la vitamina natural en un lugar aparentemente sin importancia y la pregunta de investigación emocionante era por qué la acción de la vitamina todavía se prevenía o "envenenaba".

El equipo de Tittmann utilizó cristalografía de proteínas de alta resolución para investigar cómo la antivitamina inhibe una proteína importante del metabolismo central de las bacterias. Los investigadores encontraron que la 'danza de los protones, 'que normalmente se puede observar en proteínas funcionales, deja de funcionar casi por completo y la proteína deja de funcionar. "Solo un átomo adicional en la antivitamina actúa como un grano de arena en un complejo sistema de engranajes al bloquear su mecánica finamente ajustada, ", explica Tittmann. Es interesante notar que las proteínas humanas son capaces de hacer frente relativamente bien a la antivitamina y seguir funcionando. El químico de Groot y su equipo utilizaron simulaciones por computadora para averiguar por qué esto es así." Las proteínas humanas tampoco lo hacen. se unen a la antivitamina en absoluto o de tal manera que no se 'envenenen', “dice el investigador Max Planck. La diferencia entre los efectos del antivitamínico sobre las bacterias y sobre las proteínas humanas abre la posibilidad de utilizarlo como antibiótico en el futuro y así crear nuevas alternativas terapéuticas.