¿Son las antivitaminas los nuevos antibióticos?

Los investigadores desarrollan un enfoque farmacológico contra las infecciones bacterianas

• Fecha : 24 de agosto de 2020
• Fuente : Universidad de Göttingen
• Resumen : Los antibióticos se encuentran entre los descubrimientos más importantes de la medicina moderna y han salvado millones de vidas desde el descubrimiento de la penicilina hace casi 100 años. Sin embargo, las bacterias pueden desarrollar resistencia a los antibióticos, lo que hace que los médicos luchen por encontrar tratamientos eficaces. Los investigadores ahora han descritoun nuevo enfoque prometedor que involucra 'antivitaminas' para desarrollar nuevas clases de antibióticos.

Los antibióticos se encuentran entre los descubrimientos más importantes de la medicina moderna y han salvado millones de vidas desde el descubrimiento de la penicilina hace casi 100 años. Muchas enfermedades causadas por infecciones bacterianas, como neumonía, meningitis o septicemia, se tratan con éxito con antibióticos. Sin embargo, las bacterias pueden desarrollar resistencia a los antibióticos, lo que luego deja a los médicos luchando por encontrar tratamientos efectivos. Particularmente problemáticos son los patógenos que desarrollan resistencia a múltiples medicamentos y no se ven afectados por la mayoría de los antibióticos. Esto conduce a una progresión severa de la enfermedad en los pacientes afectados, a menudo con unaPor lo tanto, científicos de todo el mundo están comprometidos en la búsqueda de nuevos antibióticos. Investigadores de la Universidad de Göttingen y del Instituto Max Planck de Química Biofísica de Göttingen han descrito ahora un nuevo enfoque prometedor que incluye "antivitaminas" para desarrollar nuevas clases de antibióticos.Los resultados fueron publicados en la revista Biología química de la naturaleza .

Las antivitaminas son sustancias que inhiben la función biológica de una vitamina genuina. Algunas antivitaminas tienen una estructura química similar a las de la vitamina real cuya acción bloquean o restringen. Para este estudio, el equipo del profesor Kai Tittmann del Centro de Biociencias Moleculares de Göttingenen la Universidad de Göttingen trabajaron junto con el grupo del profesor Bert de Groot del Instituto Max Planck de Química Biofísica de Göttingen y el profesor Tadgh Begley de la Universidad Texas A&M EE. UU.. Juntos investigaron el mecanismo de acción a nivel atómico de un antivitamínico naturalde vitamina B1. Algunas bacterias pueden producir una forma tóxica de esta vital vitamina B1 para matar las bacterias competidoras. Esta antivitamina en particular tiene un solo átomo además de la vitamina natural en un lugar aparentemente sin importancia y la interesante pregunta de investigación fue por quéla acción de la vitamina todavía estaba prevenida o "envenenada".

El equipo de Tittmann utilizó cristalografía de proteínas de alta resolución para investigar cómo la antivitamina inhibe una proteína importante del metabolismo central de las bacterias. Los investigadores encontraron que la "danza de los protones", que normalmente se puede observar en las proteínas funcionales, cesa casi por completo.para funcionar y la proteína ya no funciona. "Solo un átomo adicional en la antivitamina actúa como un grano de arena en un complejo sistema de engranajes al bloquear su mecánica finamente ajustada", explica Tittmann. Es interesante notar que las proteínas humanas son capaces dehacer frente relativamente bien a la antivitamina y seguir trabajando. El químico de Groot y su equipo utilizaron simulaciones por computadora para averiguar por qué esto es así. "Las proteínas humanas no se unen a la antivitamina en absoluto o de tal manera que no son'envenenado' ", dice el investigador de Max Planck. La diferencia entre los efectos del antivitamínico sobre las bacterias y sobre las proteínas humanas abre la posibilidad de usarlo como antibiótico enfuturo y creando así nuevas alternativas terapéuticas.

El proyecto de investigación fue financiado por la Fundación Alemana de Investigación DFG.

Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Universidad de Göttingen . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.

Referencia de la revista :

1. Fabian Rabe von Pappenheim, Matteo Aldeghi, Brateen Shome, Tadhg Begley, Bert L. de Groot, Kai Tittmann. Base estructural para la acción antibiótica de la antivitamina 2′-metoxitiamina B1 . Biología química de la naturaleza , 2020; DOI: 10.1038 / s41589-020-0628-4