Si alguna vez ha sufrido la miseria de una intoxicación alimentaria por una bacteria como Shigella o Salmonella, entonces sus células han estado en el extremo receptor de "nanoinyectores", picos microscópicos hechos de proteínas a través de las cuales los patógenos secretan proteínas efectoras en las células huésped humanas, causando infección.

Muchas bacterias usan nanoinyectores para infectar a millones de personas en todo el mundo cada año.

Hoy dia, Roberto De Guzman, profesor asociado de biociencias moleculares en la Universidad de Kansas, dirige un grupo de investigación que evalúa el potencial de los nanoinyectores como objetivo de una nueva clase de antibióticos. Su trabajo está financiado por cinco años, Subvención de $ 1.8 millones del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas, parte de los Institutos Nacionales de Salud.

"Esta subvención apoyará nuestros estudios para dilucidar cómo se ensamblan los nanoinyectores bacterianos, ", dijo De Guzman." Los nanoinyectores son maquinaria de proteínas utilizada por patógenos bacterianos para inyectar proteínas de virulencia en las células humanas y causar enfermedades infecciosas. Son de tamaño nanométrico, parecen agujas y las bacterias las usan para inyectar proteínas de virulencia en las células huésped, así que las llamé nanoinyectores. En microbiología, se conocen como parte del sistema de secreción de tipo III, una maquinaria de suministro de proteínas ".

El investigador de KU dijo que los nanoinyectores son exclusivos de las bacterias patógenas y son absolutamente necesarios para la infectividad. La mayoría de la gente ha oído hablar de las enfermedades causadas por patógenos bacterianos que emplean nanoinyectores, varios de los cuales han cambiado el curso de la experiencia humana para peor.

"Algunos ejemplos son Yersinia pestis, que causó la Peste Negra en Europa y alteró la historia mundial, "dijo De Guzman." Además, Pseudomonas aeruginosa, la principal causa de mortalidad entre los pacientes con fibrosis quística y una fuente importante de infecciones hospitalarias secundarias, y clamidia, una fuente importante de enfermedades bacterianas de transmisión sexual ".

Debido a que un número cada vez mayor de patógenos han desarrollado cepas que no se ven afectadas por los antibióticos ahora en el mercado, De Guzman dijo que son necesarios nuevos enfoques en el desarrollo de fármacos y que los nanoinyectores podrían representar un objetivo valioso.

"El problema es que todos estos patógenos han desarrollado resistencia a los antibióticos actuales, ", dijo." Además, los antibióticos no son tan rentables como otros medicamentos, por lo que las empresas farmacéuticas han desfavorecido su desarrollo. Por eso, hay una escasez de nuevos antibióticos en proceso. Nos espera una tormenta perfecta cuando la era de los antibióticos ya no esté asegurada ".

Un factor importante para que los NIH otorguen esta subvención a KU es un espectrómetro de resonancia magnética nuclear o RMN de $ 1.9 millones, esencialmente un imán enorme, que la universidad compró en 2004 a través de un bono aprobado por la Legislatura de Kansas.

"Tenemos el instrumento crítico necesario para esta investigación, ", dijo De Guzman." Esta es mi segunda subvención importante de los NIH, más las otras subvenciones recibidas por KU que dependen del imán de RMN. Creo que Kansas obtuvo el valor de su dinero muchas veces con esa inversión ".

Usando el espectrómetro de RMN, De Guzman y su equipo esperan comprender mejor los procesos biológicos que crean nanoinyectores.

"Los nanoinyectores se ensamblan a partir de aproximadamente 20 tipos diferentes de proteínas, y partes del mismo, como la propia aguja y las proteínas asociadas con la aguja, están expuestas a la superficie, ", dijo De Guzman." El nanoinyector se ensambla de manera precisa donde las proteínas se unen como bloques de Lego ajustados. Un pequeño defecto podría hacer que todo sea inútil para los patógenos, haciéndolos no infecciosos ".

El objetivo final es encontrar o desarrollar compuestos que promuevan tales defectos en nanoinyectores, haciendo que los patógenos sean inofensivos para los humanos.

"Mi interés es comprender en detalle atómico cómo se ensambla la aguja y extender ese conocimiento al desarrollo de medicamentos que interrumpirán el ensamblaje de los nanoinyectores y, por lo tanto, evitarán que los patógenos infecten a sus huéspedes". "dijo De Guzman.