Los científicos aislaron una molécula, extraída de las hojas del castaño europeo, con el poder de neutralizar las peligrosas bacterias estafilococos resistentes a los medicamentos. Fronteras en farmacología publicó el hallazgo, dirigido por científicos de la Universidad de Emory.
Los investigadores llamaron a la molécula Castaneroxy A, en honor al género del castaño europeo, Castanea. El uso de hojas de castaño en remedios caseros tradicionales en la Italia rural inspiró la investigación.
"Pudimos aislar esta molécula, nueva para la ciencia, que se encuentra solo en cantidades muy pequeñas en las hojas de castaño", dice Cassandra Quave, autora principal del artículo y profesora asociada en el Centro para el Estudio de la Salud Humana de Emory yel Departamento de Dermatología de la Facultad de Medicina. "También mostramos cómo desarma la resistencia a la meticilina Staphylococcus aureus eliminando la capacidad de las bacterias para producir toxinas ".
resistente a la meticilina Staphylococcus aureus MRSA causa infecciones que son difíciles de tratar debido a su resistencia a los antibióticos. Es una de las enfermedades infecciosas más graves en todo el mundo, catalogada como una "amenaza grave" por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.Solo en los Estados Unidos, casi 3 millones de infecciones resistentes a los antibióticos ocurren en los EE. UU. Cada año, matando a más de 35,000 personas.
Los antibióticos actúan matando a los estafilococos, que pueden generar una mayor resistencia entre las pocas bacterias que sobreviven, generando "superbichos". El laboratorio de Quave ha identificado compuestos del árbol de pimientos brasileños, además del castaño europeo, que simplemente neutralizanlos efectos nocivos del MRSA, lo que permite que las células y los tejidos se curen naturalmente de una infección sin aumentar la resistencia.
"Estamos tratando de llenar el camino para el descubrimiento de fármacos antimicrobianos con compuestos que funcionan de manera diferente a los antibióticos tradicionales", dice Quave. "Necesitamos con urgencia estas nuevas estrategias". Señala que las infecciones antimicrobianas matan a unas 700.000 personas en todo el mundo cada año.y se espera que ese número crezca exponencialmente si no se encuentran nuevos métodos de tratamiento.
primer autor del Fronteras en farmacología el artículo es Akram Salam, quien realizó la investigación como estudiante de doctorado en el laboratorio de Quave a través del Programa de Posgrado en Sistemas Moleculares y Farmacología de Emory.
Quave es un etnobotánico médico que investiga remedios vegetales tradicionales para encontrar pistas prometedoras de nuevos fármacos. Aunque muchos fármacos importantes son de origen vegetal, desde la aspirina la corteza del sauce hasta el Taxol la corteza del tejo del Pacífico, Quave es uno de los pocos etnobotánicos que se centra en la resistencia a los antibióticos.
La historia detrás del artículo actual comenzó hace más de una década, cuando Quave y sus colegas investigaron informes escritos y realizaron cientos de entrevistas de campo entre personas en las zonas rurales del sur de Italia.al sur de Europa y Asia Menor. "En la medicina tradicional italiana, se aplica una compresa de hojas hervidas en la piel para tratar quemaduras, erupciones y heridas infectadas", dice Quave.
Quave llevó las muestras a su laboratorio para su análisis. En 2015, su laboratorio publicó el hallazgo de que un extracto de las hojas desarma incluso las cepas de MRSA hipervirulentas capaces de causar infecciones graves en atletas sanos. Los experimentos también mostraron que el extracto noalterar las bacterias normales y saludables en las células de la piel.
Finalmente, los investigadores demostraron cómo funciona el extracto, al inhibir la capacidad de las bacterias MRSA para comunicarse entre sí, un proceso conocido como detección de quórum. MRSA utiliza este sistema de señalización de detección para producir toxinas y aumentar su virulencia.
Para el artículo actual, los investigadores querían aislar estos ingredientes activos del extracto de la planta. El proceso es minucioso cuando se realiza manualmente, porque los extractos de plantas generalmente contienen cientos de químicos diferentes. Cada químico debe separarse y luego probarse para determinar su eficacia.Los colectores de fracciones a gran escala, acoplados a sistemas de cromatografía líquida de alto rendimiento, automatizan este proceso de separación, pero pueden costar decenas de miles de dólares y no tenían todas las características que necesitaba el laboratorio Quave.
Marco Caputo, un especialista en investigación en el laboratorio, resolvió el problema. Usando un dispositivo de software del juguete de un niño, el creador del robot LEGO MINDSTORMS, algunos ladrillos LEGO y algunos componentes de una ferretería, Caputo construyó un separador de líquidos automáticopersonalizado según las necesidades del laboratorio por $ 500. Los miembros del laboratorio llamaron al invento el colector de fracciones LEGO MINDSTORMS. Publicaron instrucciones sobre cómo compilarlo en una revista para que otros investigadores puedan aprovechar la tecnología simple pero efectiva.
El laboratorio de Quave primero separó un grupo de moléculas del extracto de la planta, los triterpenoides de cicloartano, y mostró por primera vez que este grupo bloquea activamente la virulencia de MRSA. Luego, los investigadores se sumergieron más profundamente, separando la molécula más activade este grupo, ahora conocido como Castaneroxy A.
"Nuestro equipo hecho en casa realmente ayudó a acelerar el ritmo de nuestro descubrimiento", dice Quave. "Pudimos aislar esta molécula y derivar cristales puros de ella, aunque solo constituye un mero 0,0019 por ciento de la castañasale de."
Las pruebas en piel de ratón infectadas con MRSA, realizadas en el laboratorio del coautor Alexander Horswill en la Universidad de Colorado, confirmaron la eficacia de la molécula para detener la virulencia de MRSA, lo que permite que la piel se cure más rápidamente.
El coautor John Bacsa, director del Centro de Cristalografía de Rayos X del Departamento de Química de Emory, caracterizó la forma del cristal de Castaneroxy A. Comprender la configuración tridimensional del cristal es importante para futuros estudios para refinar y optimizar la molécula como unpotencial terapéutico.
"Estamos sentando las bases para nuevas estrategias para combatir las infecciones bacterianas a nivel clínico", dice Quave. "En lugar de preocuparnos demasiado por el tratamiento del patógeno, nos centramos en formas de tratar mejor al paciente. Nuestro objetivono es matar a los microbios, sino encontrar formas de debilitarlos para que el sistema inmunológico o los antibióticos puedan eliminar mejor una infección ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ciencias de la salud de Emory . Original escrito por Carol Clark. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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