Las superbacterias resistentes a los antibióticos se pueden superar 'rompiendo sus paredes'

Un nuevo estudio que descubre un mecanismo que permite a las bacterias defenderse de las células inmunes y las drogas podría allanar el camino para una nueva generación de medicamentos que matan a los microbios derribando sus paredes celulares. El hallazgo ofrece una nueva dirección a seguir en la lucha contra las superbacterias resistentes a los antibióticos.
Los investigadores examinaron la estructura de la maquinaria de ensamblaje de barril beta en la pared celular de la bacteria Gram-negativa Escherichia coli.

En su discurso de aceptación del Premio Nobel en 1945, Sir Alexander Fleming, el hombre que descubrió la penicilina y marcó el comienzo de una nueva era de la medicina, predijo que llegaría el día en que, con un uso imprudente, los antibióticos perderían su poder para matar bacterias.

Ahora, unas 7 décadas después, la predicción se ha cumplido: las bacterias que causan infecciones se vuelven resistentes más rápido de lo que podemos desarrollar nuevas drogas para combatirlas.

En 2014, la Organización Mundial de la Salud (OMS) declaró la resistencia a los antimicrobianos como una "amenaza cada vez más grave para la salud pública mundial" que requiere medidas en todos los sectores del gobierno y la sociedad.

Recientemente, Noticias médicas hoy ha informado sobre una serie de estudios que ofrecen un rayo de esperanza. Por ejemplo, un enfoque que los científicos de Northeastern University en Boston, Massachusetts, están persiguiendo es la idea de que las células inmunes sintéticas aumenten la capacidad de combatir las infecciones en las personas con sistemas inmunes debilitados.

El nuevo estudio, de la Universidad de East Anglia (UEA) en el Reino Unido y publicado en la revista Naturaleza, examina la naturaleza de las bacterias resistentes a los medicamentos y revela el mecanismo por el cual son capaces de defenderse contra el ataque de drogas antibióticas.

El investigador principal Changjiang Dong, profesor de la Escuela de Medicina de Norwich de la UEA, dice:

"Muchos antibióticos actuales se están volviendo inútiles, causando cientos de miles de muertes cada año".

Los investigadores sugieren que sus hallazgos no solo allanarán el camino para una nueva generación de medicamentos que matan a las superbacterias derribando sus paredes defensivas, sino que también aumentarán nuestra comprensión de qué puede salir mal en las células humanas de la diabetes y trastornos cerebrales como el Parkinson. enfermedad.

Membrana celular externa impermeable

Para su estudio, el equipo se centró en un grupo de microbios conocidos como bacterias Gram-negativas, porque, como explica el Prof. Dong:

"Las bacterias gramnegativas son una de las más difíciles de controlar porque es muy resistente a los antibióticos".

Una característica distintiva de las bacterias Gram-negativas es su membrana externa impermeable que actúa como una barrera defensiva contra el ataque del sistema inmune y las drogas. Pero si se elimina la barrera, las bacterias se vuelven más vulnerables y son más fáciles de matar.

En trabajos anteriores, el profesor Dong y sus colegas encontraron el "talón de Aquiles" en la membrana. En el nuevo estudio, el equipo investigó más a fondo y descubrió el mecanismo, la maquinaria de ensamblaje, que construye y mantiene la barrera.

La barrera contiene proteínas que forman las puertas de la pared celular. Estas proteínas, llamadas proteínas de barril beta, controlan la entrada de nutrientes y la salida de moléculas importantes secretadas por las células. El Prof. Dong dice:

"La maquinaria de ensamblaje de barril beta (BAM) es responsable de construir las compuertas (proteínas de barril beta) en la pared de la célula. Evitar que la máquina ensambladora de barril beta construya las compuertas en la pared celular causa la muerte de las bacterias".

El equipo utilizó Diamond Light Source, una de las máquinas científicas más avanzadas del mundo que produce luz 10 mil millones de veces más brillante que el sol, para examinar la estructura de la barrera en detalle atómico.

La maquinaria de ensamblaje de barriles Beta se ensambla en dos estados

El equipo se centró en la estructura de la barrera en las bacterias Gram-negativas Escherichia coli, cuya maquinaria de ensamblaje de barril beta comprende cinco subunidades: BamA, BamB, BamC, BamD y BamE.

Los investigadores querían descubrir exactamente cómo estas subunidades BAM trabajan juntas para insertar proteínas en la pared exterior defensiva de la E. coli celda.

Descubrieron que la estructura se ensambla en dos estados: un estado de inicio y un estado de finalización, como explica el Prof. Dong:

"Encontramos que las cinco subunidades forman una estructura de anillo y trabajan juntas para realizar la inserción de proteína de la membrana externa utilizando un nuevo mecanismo de rotación e inserción".

El profesor Dong dice que su estudio es el primero en mostrar todo el complejo BAM y allana el camino para desarrollar una nueva clase de fármacos que se dirijan al BAM en la membrana externa de las bacterias Gram-negativas, que es esencial para su supervivencia.

Existe un complejo similar en las células humanas, llamado complejo de maquinaria de clasificación y ensamblaje (SAM), que construye las proteínas de la membrana externa de las mitocondrias, las diminutas unidades que proporcionan energía a las células. El Prof. Dong sugiere:

"La disfunción de las proteínas de la membrana externa de las mitocondrias está relacionada con trastornos como la diabetes, el Parkinson y otras enfermedades neurodegenerativas, por lo que esperamos que este trabajo también nos ayude a comprender mejor estas enfermedades humanas".

El estudio sigue otra revelación interesante en la lucha contra las superbacterias que Noticias médicas hoy se enteró recientemente, donde los investigadores sugieren que las barbas de los hombres pueden albergar bacterias beneficiosas que podrían ayudar a combatir la resistencia a los antibióticos.

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