Al peinar el océano en busca de antimicrobianos, los científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison han descubierto un nuevo compuesto antimicótico que ataca de manera eficiente cepas de hongos mortales resistentes a múltiples fármacos sin efectos secundarios tóxicos en ratones.
La nueva molécula fue descubierta en el microbioma de una ascidia de los Cayos de Florida como parte de un esfuerzo por identificar nuevos antimicrobianos de ecosistemas poco estudiados. Los científicos nombraron a la turbinmicina antifúngica, en honor a la ascidia de la que se aisló, Ecteinascidia cornete.
Los hongos que causan enfermedades continúan desarrollando resistencia a la pequeña cantidad de medicamentos disponibles para contrarrestarlos. Como resultado, más personas están muriendo de enfermedades previamente tratables, como la candidiasis o la aspergilosis, que son causadas por hongos comunes que a veces se vuelven virulentos. La identificación de compuestos como la turbinmicina es clave para desarrollar fármacos nuevos y eficaces. Sin embargo, aunque la turbinmicina es un fármaco candidato prometedor, se deben realizar estudios adicionales de la molécula y una extensa investigación preclínica antes de que un nuevo fármaco esté disponible.
Una colaboración de químicos, biólogos y médicos de UW-Madison publicó sus hallazgos el 19 de noviembre en la revista ciencia . El descubrimiento de la turbinmicina es el resultado más tangible hasta ahora de la subvención de $ 30 millones del grupo por cinco años de los Institutos Nacionales de Salud para obtener nuevos medicamentos antimicrobianos útiles de bacterias que viven en ambientes ignorados.
La mayoría de los antimicrobianos existentes se aislaron de bacterias que habitan en el suelo. A medida que los científicos continuaron investigando estas bacterias en busca de nuevos medicamentos, a menudo encontraron las mismas moléculas una y otra vez.
"Las bacterias en particular son fuentes ricas en moléculas. Pero muchos de los ecosistemas terrestres han sido explotados en gran medida para el descubrimiento de fármacos", dice Tim Bugni, profesor de la Facultad de Farmacia de UW-Madison que dirigió el proyecto de turbinmicina ".Hay una inmensa diversidad bacteriana en el medio marino y apenas se ha investigado ".
Para corregir ese descuido, Bugni se asoció con el profesor de enfermedades infecciosas de la Facultad de Medicina y Salud Pública de la UW, David Andes, el profesor de bacteriología de la Universidad de Madison, Cameron Currie, y sus colegas para buscar ecosistemas olvidados. Específicamente, buscaron descubrir nuevas bacteriasanimales y luego cribarlos en busca de nuevos tipos de compuestos antimicrobianos.
Para identificar la turbinmicina, el equipo de investigación comenzó recolectando invertebrados que habitan en el océano de los Cayos de Florida entre 2012 y 2016. A partir de estos animales, identificaron y cultivaron casi 1.500 cepas de actinobacterias, el mismo grupo de bacterias que ha producido muchos antibióticos clínicos.. Mediante un método de detección, priorizaron 174 cepas para realizar pruebas contra Candida resistente a los medicamentos, un hongo causante de enfermedades cada vez más prominente y peligroso. La turbinmicina se destacó por su eficacia.
"Candida auris en particular es bastante desagradable", dice Bugni. Casi la mitad de los pacientes con infección sistémica por Candida mueren. "La cepa de Candida auris que apuntamos en este artículo es resistente a las tres clases" de antifúngicos existentes.
Los investigadores probaron turbinmicina purificada contra una lista de 39 hongos aislados de pacientes. Estas cepas representaban especies diversas y abarcaban todas las formas conocidas en que los hongos han desarrollado resistencia a los medicamentos existentes. En experimentos de laboratorio, la turbinmicina detuvo o mató a casi todas las cepas de hongosa bajas concentraciones, lo que indica un efecto potente.
Experimentos similares en ratones infectados con cepas de Candida auris y Aspergillus fumigatus resistentes a los medicamentos también demostraron la capacidad de la turbinmicina para atacar hongos resistentes. Debido a que los hongos y los animales están estrechamente relacionados y, por lo tanto, comparten una maquinaria celular similar, los antifúngicos también pueden resultar tóxicos para los animales. Sin embargo, la turbinmicina no mostró efectos secundarios tóxicos en ratones, incluso en concentraciones 1000 veces más altas que la dosis mínima. La dosis efectiva sería de decenas de miligramos para un adulto de peso promedio, menos que para muchos otros antibióticos.
Basado en experimentos en levaduras dirigidos por el profesor de genética de UW-Madison Anjon Audhya, la turbinmicina parece apuntar al empaque celular y al sistema organizativo de los hongos. La turbinmicina bloquea la acción de la proteína Sec14p, con el resultado final de que levaduras como Candida no pueden brotar.Otros tipos de hongos, cuando se exponen a la turbinmicina, pueden tener dificultades para transportar el contenido celular para crecer.
Los investigadores han presentado una patente para la turbinmicina y ahora han centrado su atención en mejorar la molécula realizando pequeñas alteraciones en su estructura que podrían aumentar su eficacia como fármaco. El descubrimiento de la turbinmicina también sirve como prueba de concepto paralos esfuerzos de la colaboración para explorar nuevos ecosistemas y seleccionar miles de candidatos para identificar nuevos candidatos antimicrobianos eficaces.
"Ahora tenemos las herramientas para clasificar candidatos, encontrar cepas prometedoras y producir moléculas para realizar estudios en animales", dice Bugni. "Esa es la clave para apuntar a la resistencia a múltiples fármacos: se necesitan moléculas únicas".
Este trabajo fue apoyado en parte por los Institutos Nacionales de Salud subvenciones U19 AI109673, U19 AI142720, R35 GM134865 y R01 AI073289.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Eric Hamilton. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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