Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur NTU Singapur han descubierto que los antibióticos pueden seguir siendo eficaces si se interrumpe la comunicación de célula a célula de las bacterias y la capacidad de adherirse entre sí.
Este avance en la investigación es un gran paso adelante para abordar la creciente preocupación de la resistencia a los antibióticos, abriendo nuevas opciones de tratamiento para que los médicos ayuden a los pacientes a luchar contra las infecciones bacterianas crónicas y persistentes.
El estudio, dirigido por el profesor asistente Yang Liang del Centro de Ciencias de la Vida Ambiental de Singapur SCELSE en la NTU, encontró que una comunidad de bacterias, conocida como biopelícula, puede establecer una línea de defensa sólida para resistir los antibióticos. La NTUEl equipo ha demostrado con éxito cómo se pueden alterar las biopelículas para permitir que los antibióticos continúen su buen trabajo.
La investigación se publicó recientemente en Comunicaciones de la naturaleza , soy una revista académica del Nature Publishing Group.
"Muchos tipos de bacterias que solían ser eliminados fácilmente por los antibióticos han comenzado a desarrollar resistencia o tolerancia a los antibióticos, ya sea mediante la adquisición de genes resistentes a los antibióticos o mediante la formación de biopelículas", dijo el profesor asistente Yang, quien también enseña en la Escuela de Biología de la NTU.Ciencias.
"El Centro de Control de Enfermedades de EE. UU. Estima que más del 60 por ciento de todas las infecciones bacterianas están relacionadas con biopelículas. Nuestro estudio ha demostrado que, al interrumpir la comunicación de célula a célula entre las bacterias y su capacidad para adherirse entre sí,podemos comprometer las biopelículas, dejando a las bacterias vulnerables y fácilmente eliminadas por los antibióticos ".
La resistencia bacteriana a los antibióticos está creciendo rápidamente en todo el mundo y esto pone en riesgo la capacidad de tratar infecciones comunes en la comunidad y los hospitales.
La Organización Mundial de la Salud afirma en su hoja informativa sobre Resistencia a los antimicrobianos que "sin una acción urgente y coordinada, el mundo se encamina hacia una era posterior a los antibióticos, en la que las infecciones comunes y las lesiones menores, que han sido tratables durante décadas, pueden volver amatar."
El profesor asociado Kevin Pethe, experto en desarrollo de antibióticos y enfermedades infecciosas de la Facultad de Medicina Lee Kong Chian de la NTU, dijo que este descubrimiento puede generar nuevas opciones de tratamiento que los médicos pueden emplear contra infecciones bacterianas crónicas y persistentes.
"Ser capaz de desactivar las biopelículas y sus beneficios protectores para las bacterias es un gran paso para abordar la creciente preocupación de la resistencia a los antibióticos", dijo el profesor adjunto Pethe.
"Si bien la comunidad científica está desarrollando nuevos tipos de antibióticos y tratamientos antimicrobianos, este descubrimiento puede ayudar a ganar tiempo al mejorar la eficacia de los medicamentos más antiguos".
Cómo se hizo el descubrimiento
El equipo del profesor asistente Yang descubrió los mecanismos de cómo las bacterias pueden tolerar los antibióticos mediante el uso de una bacteria común Pseudomonas aeruginosa.
Se permitió que las bacterias formaran una pared de biopelícula en un sistema de microfluidos. Luego se introdujo un antibiótico. Una gran parte de las células bacterianas fueron destruidas por el antibiótico, dejando solo una pequeña fracción de células tolerantes a los antibióticos. Sin embargo, estaslas células pudieron reproducirse rápidamente y dominar la comunidad.
Luego, los científicos usaron un medicamento aprobado por la FDA que interrumpe la comunicación de célula a célula conocido como detección de quórum y células similares a 'velcro' que pueden moverse y "adherirse" entre sí. Este medicamento se agregó al antibióticoy juntos lograron matar todas las células bacterianas.
Luego se realizaron las mismas pruebas en ratones con implantes infectados. Se encontró que solo los ratones tratados con una combinación de compuesto anti-biofilm y antibióticos tenían sus infecciones completamente erradicadas.
investigación interdisciplinaria
Este descubrimiento fue posible gracias a un enfoque interdisciplinario, en el que expertos de tres campos diferentes: ecología microbiológica, biología de sistemas y biología química, se unieron para abordar el problema.
El equipo de investigación de NTU incluyó al experto en proteómica, profesor asociado Newman Sze Siu Kwan de la Facultad de Ciencias Biológicas de la NTU. La proteómica fue el método clave utilizado para descubrir señales químicas que las células bacterianas en la biopelícula usan para comunicarse entre sí.
Otro investigador del equipo es el profesor Michael Givskov, un científico líder mundial en el área de investigación de biopelículas y comunicación bacteriana de célula a célula en SCELSE. Juntos, el equipo descubrió que los métodos tradicionales para aislar las bacterias de la biopelícula parala observación no funcionó, ya que las bacterias se comportan de manera diferente después de ser aisladas de la biopelícula.
Este estudio, apoyado por el Fondo de Investigación Académica del Ministerio de Educación, tomó al profesor asistente Yang y su equipo cuatro años en completarse. En el futuro, buscarán más formas de mejorar la eficiencia de los antibióticos para las infecciones persistentes.
"Lo que esperamos hacer es desarrollar nuevos compuestos que sean capaces de atacar mejor las biopelículas. Esto ayudará a que los medicamentos existentes funcionen mejor para superar las infecciones por biopelículas, que se observan comúnmente en los casos de pacientes con implantes artificiales y heridas crónicas, ya quetienen opciones de tratamiento efectivas muy limitadas que son efectivas ", dijo el profesor asistente Yang.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Nanyang . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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