Un equipo de investigación de las Universidades de Tübingen y Gotinga, así como del Centro Alemán de Investigación de Infecciones, ha investigado el modo de acción de una nueva clase de antibióticos que es altamente eficaz contra los patógenos resistentes a múltiples fármacos. Los denominados fibupéptidos deterioranel suministro de energía a la célula bacteriana, causando su muerte. Los resultados de la investigación han sido publicados recientemente en la revista Angewandte Chemie .
En 2016, en un estudio ampliamente reconocido, un equipo de investigación de Tübingen dirigido por el profesor Andreas Peschel descubrió el primer fibopéptido. Es producido por el microbioma y los científicos lo denominaron lugdunina, nombrándolo después de la bacteria Staphylococcus lugdunensis que produce la sustanciay reside en la mucosa de la nariz humana. Lugdunin tiene una estructura química inusual y, en consecuencia, constituye un prototipo potencial para una clase completamente nueva de antibióticos. Entre otras cosas, es eficaz contra un tipo de bacteria resistente a la meticilina llamada Staphylococcus aureus MRSA, que son particularmente peligrosos para los humanos. Se temen especialmente en los hospitales donde a menudo se dirigen a pacientes inmunocomprometidos. Según un estudio publicado en la revista The Lancet Infectious Diseases en noviembre de 2018, aproximadamente 670,000 infecciones con patógenos resistentes a múltiples fármacos con 33,000 muertes de pacientesse registraron solo en la UE en 2015.
Los investigadores ahora sintetizaron variaciones químicas de lugdunina y determinaron los elementos químicos estructurales responsables de sus efectos, que también dan indicaciones del modo de acción del antibiótico. "Cada célula bacteriana requiere un llamado potencial de membrana para poder vivir".explica Schilling. "Esto significa que un patógeno necesita diferentes concentraciones de partículas cargadas electrónicamente en la célula en comparación con su entorno exterior. Los péptidos como la lugdunina pueden transportar iones de hidrógeno cargados positivamente a través de la membrana y, en consecuencia, disipan este potencial de membrana, lo que resulta en un tipode parada energética ", explica el investigador. En consecuencia, la célula bacteriana muere.
Prueba de la estructura de la imagen espejo
El aumento de la resistencia a los antibióticos es un desafío cada vez mayor para el tratamiento de infecciones bacterianas. Muchos de los nuevos antibióticos usados actualmente son solo marginalmente diferentes a los antibióticos contra los cuales ya existe resistencia a múltiples fármacos conocida. Puede ser solo una cuestión de un período corto de tiempo para estosnuevos medicamentos se vuelven ineficaces. "En consecuencia, existe un enorme interés en nuevas estructuras antibióticas como la lugdunina y en sus modos de acción", enfatiza Stephanie Grond, profesora de Química Orgánica e Investigación de Compuestos Naturales en la Universidad de Tübingen. "Lugdunin tiene unestructura única ", explica," que consiste en un anillo de bloques de construcción de aminoácidos una estructura peptídica con un enlace de azufre-nitrógeno característico incorporado, denominado tiazolidina, que se asemeja a un cierre de adorno denominado "peroné" en latín.Esta es la razón por la cual esta nueva clase de agentes se ha denominado péptidos fibu.El anillo especial de tiazolidina es una de las estructuras esenciales para el efecto antibacteriano.fect.
Para identificar las estructuras responsables del efecto antibiótico de lugdunin, el equipo de investigadores sintetizó numerosos derivados de lugdunina, cambiando gradualmente partes de la estructura química y determinando la actividad antibiótica en cada paso ". Como regla, muchos de los antibióticos péptidos conocidostienen efectos muy específicos ", explica Nadine Schilling," por ejemplo, su estructura les permite unirse a las enzimas y bloquear las vías necesarias para desarrollar nuevas células bacterianas ". Sin embargo, la lugdunina es diferente, como lo demostró una prueba con su estructura de imagen especular..
"Una sustancia y su estructura de imagen especular se puede considerar como una mano derecha e izquierda. No son idénticas, al igual que una mano izquierda no cabe en un guante para la mano derecha, y las sustancias en consecuencia tienen diferentes efectos en el espacio", explica el investigador." Sin embargo, el efecto antibiótico se mantuvo sin cambios en una estructura de imagen espejo de lugdunina sintetizada químicamente. En consecuencia, podríamos descartar que el efecto antibiótico se base en interacciones espaciales. "La falta de interacciones espaciales es ventajosa para evitar la resistenciay hasta ahora no ha sido posible crear resistencia a la lugdunina en condiciones de laboratorio.
Se requieren extensos ensayos preclínicos y clínicos para dilucidar si los fibupéptidos pueden usarse como agentes candidatos terapéuticos en el futuro. Los investigadores involucrados tienen la intención de averiguar si la lugdunina y las sustancias relacionadas son efectivas y seguras para el tratamiento de patógenos resistentes a múltiples fármacos. Las investigaciones sonque se lleva a cabo en el grupo de excelencia de Tübingen "Control de microbios para combatir infecciones", iniciado a principios de 2019, y otras redes.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro alemán para la investigación de infecciones . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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