Los científicos han creído tradicionalmente que combinar más de dos medicamentos para combatir las bacterias dañinas produciría rendimientos decrecientes. La teoría predominante es que los beneficios incrementales de combinar tres o más medicamentos serían demasiado pequeños para importar, o que las interacciones entre los medicamentoscausaría que sus beneficios se cancelen entre sí.
Ahora, un equipo de biólogos de la UCLA ha descubierto miles de combinaciones de antibióticos de cuatro y cinco medicamentos que son más efectivas para matar bacterias dañinas de lo que sugerían los puntos de vista prevalecientes. npj Biología de sistemas y aplicaciones , podría ser un paso importante hacia la protección de la salud pública en un momento en que los patógenos y las infecciones comunes se vuelven cada vez más resistentes a los antibióticos.
"Existe la tradición de usar solo un medicamento, quizás dos", dijo Pamela Yeh, una de las autoras principales del estudio y profesora asistente de ecología y biología evolutiva de la UCLA. "Estamos ofreciendo una alternativa que parece muy prometedora".No deberíamos limitarnos a medicamentos únicos o combinaciones de dos medicamentos en nuestra caja de herramientas médicas. Esperamos que varias de estas combinaciones, o más, funcionen mucho mejor que los antibióticos existentes ".
Trabajando con ocho antibióticos, los investigadores analizaron cómo todas las combinaciones posibles de cuatro y cinco medicamentos, incluidas muchas con dosis variables, un total de 18,278 combinaciones en total, funcionaron en contra E. coli . Esperaban que algunas de las combinaciones fueran muy efectivas para matar las bacterias, pero se sorprendieron por la cantidad de combinaciones potentes que descubrieron.
Para cada combinación que probaron, los investigadores predijeron primero cuán efectivos pensaron que sería para detener el crecimiento de E. coli . Entre las combinaciones de cuatro medicamentos, hubo 1,676 agrupaciones que se desempeñaron mejor de lo esperado. Entre las combinaciones de cinco drogas, 6,443 agrupaciones fueron más efectivas de lo esperado.
"Me sorprendió la cantidad de combinaciones efectivas que hay a medida que aumentamos la cantidad de medicamentos", dijo Van Savage, otro autor principal del estudio y profesor de ecología y biología evolutiva y de biomatemática de la UCLA. "La gente puede pensar quesaber cómo interactuarán las combinaciones de drogas, pero realmente no lo hacen "
Por otro lado, 2,331 combinaciones de cuatro medicamentos y 5,199 combinaciones de cinco medicamentos fueron menos efectivas de lo que los investigadores esperaban que fueran, dijo Elif Tekin, autor principal del estudio, quien fue un académico postdoctoral de la UCLA durante la investigación.
Algunas de las combinaciones de cuatro y cinco medicamentos fueron efectivas, al menos en parte, porque los medicamentos individuales tienen diferentes mecanismos de focalización E. coli . Los ocho probados por los investigadores de la UCLA trabajan en seis formas únicas.
"Algunas drogas atacan las paredes celulares, otras atacan el ADN interno", dijo Savage. "Es como atacar un castillo o fortaleza. Combinar diferentes métodos de ataque puede ser más efectivo que un solo enfoque".
Dijo Yeh: "Un todo puede ser mucho más, o mucho menos, que la suma de sus partes, como a menudo vemos con un equipo de béisbol o baloncesto". Como ejemplo, citó la victoria decisiva en el 2004.Campeonato de la NBA de los Detroit Pistons, un equipo cohesionado sin superestrellas, sobre un equipo de Los Angeles Lakers con los futuros miembros del Salón de la Fama Kobe Bryant, Shaquille O'Neal, Karl Malone y Gary Payton.
Yeh agregó que aunque los resultados son muy prometedores, las combinaciones de medicamentos se han probado solo en un entorno de laboratorio y es probable que estén al menos años lejos de ser evaluadas como posibles tratamientos para las personas
"Con el espectro de la resistencia a los antibióticos amenazando con volver la atención médica a la era pre-antibiótica, la capacidad de usar más juiciosamente combinaciones de antibióticos existentes que están perdiendo potencia es bienvenida", dijo Michael Kurilla, director de la División deInnovación clínica en los Institutos Nacionales de Salud / Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacionales ". Este trabajo acelerará las pruebas en humanos de combinaciones prometedoras de antibióticos para infecciones bacterianas con las que estamos mal equipados para enfrentar hoy".
Los investigadores están creando un software de acceso abierto basado en su trabajo que planean poner a disposición de otros científicos el próximo año. El software permitirá a otros investigadores analizar las diferentes combinaciones de antibióticos estudiados por los biólogos de la UCLA e ingresar datos desus propias pruebas de combinaciones de drogas.
Usando un marco MAGIC
Un componente del software es una fórmula matemática para analizar cómo interactúan múltiples factores, que los científicos de la UCLA desarrollaron como parte de su investigación. Ellos llaman al marco "análisis matemático para interacciones generales de componentes" o MAGIC.
"Creemos que MAGIC es una herramienta generalizable que se puede aplicar a otras enfermedades, incluidos los cánceres, y en muchas otras áreas con tres o más componentes que interactúan, para comprender mejor cómo funciona un sistema complejo", dijo Tekin.
Savage dijo que planea usar conceptos de ese marco en su investigación en curso sobre cómo la temperatura, la lluvia, la luz y otros factores afectan las selvas tropicales del Amazonas.
Él, Yeh y Mirta Galesic, profesor de dinámica social humana en el Instituto Santa Fe, también están utilizando MAGIC en un estudio sobre cómo la formación de ideas de las personas está influenciada por sus padres, amigos, escuelas, medios de comunicación y otras instituciones.y cómo interactúan esos factores.
"Encaja perfectamente con nuestro interés en interactuar componentes", dijo Yeh.
Otros coautores del nuevo estudio son Cynthia White, una graduada de UCLA que era técnica de investigación mientras trabajaba en el proyecto; Tina Kang, estudiante de doctorado de UCLA; Nina Singh, estudiante de la Universidad del Sur de California; Mauricio Cruz-Loya, un estudiante de doctorado de UCLA; y Robert Damoiseaux, profesor de farmacología molecular y médica, y director de Molecular Screening Shared Resource de UCLA, una instalación con tecnología avanzada de robótica donde Tekin, White y Kang realizaron gran parte de la investigación.
El equipo de investigación informó en 2016 que las combinaciones de tres antibióticos a menudo pueden superar la resistencia de las bacterias a los antibióticos, incluso cuando ninguno de los tres antibióticos por sí solo, o incluso dos de los tres juntos, es efectivo. Los biólogos informaron en 2017dos combinaciones de medicamentos que tienen un éxito inesperado en reducir el crecimiento de E. coli bacterias
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Los Ángeles . Original escrito por Stuart Wolpert. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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