La combinación química se tradujo en un antibiótico capaz de erradicar la bacteria E. faecalis. Créditos: U.S. Centers for Disease Control and Prevention

Dado el uso inadecuado de los antibióticos, las bacterias han empezado a adquirir resistencia contra estos fármacos, restándoles eficacia; sin embargo, un equipo de investigadores ha descubierto que, a partir de un nuevo tipo de reacción química, es posible modificar los antibióticos, haciéndolos más efectivos contra infecciones resistentes.

Específicamente, al asociar químicamente un antibiótico llamado vancomicina a un péptido antimicrobiano, se observó una mejoría considerable del medicamento contra dos cepas de bacterias resistentes a los antibióticos; lo mejor de todo es que se trata de un proceso sencillo que podría trascender el campo de los antibióticos.

La unión química de ciertas moléculas puede usarse para producir mejores antibióticos

Hace unos años, los investigadores descubrieron que la selenocisteína, un aminoácido, reacciona de forma espontánea con compuestos naturales complejos, aun en ausencia de catalizadores metálicos. Específicamente, al mezclar selenocisteína deficiente en electrones con la vancomicina, el aminoácido se unía a esta en un punto específico; la unión se establecía en un anillo rico en electrones de átomos de carbono dentro de la molécula del antibiótico.

A partir de ello, se procedió a evaluar el uso de este aminoácido como una especie de enlace que permitiría unir péptidos y medicamentos de moléculas pequeñas; de esta manera, empezaron a incorporar la selenocisteína en péptidos antimicrobianos naturales; estas moléculas son pequeñas proteínas que se producen en el organismo como parte de respuestas inmunológicas.

La selenocisteína, por su parte, se trata de un aminoácido natural que incluye un átomo de selenio; sin embargo no es tan común. Tras llevar a cabo las pruebas se observó que además de que los péptidos se unían a la vancomicina, la unión se producía en el mismo sitio, produciéndose moléculas idénticas.

¿Cuáles son las ventajas de este enfoque?

Por si sola, la vancomicina no tiene efecto sobre la A. baumannii; al combinarla, se hizo más potente.

Una de las ventajas de este método es su sencillez, ya que se aprovechan las cualidades propias de las moléculas complejas para establecer la unión con las proteínas. Adicionalmente, el descubrimiento permite superar el obstáculo asociado a la pérdida de eficacia de los medicamentos resultante de las modificaciones químicas. Al respecto, los investigadores plantean:

“Este método marca el comienzo de un nuevo enfoque de combinaciones de fármacos mediadas por la selenocisteína, a partir del cual las proteínas entregan fármacos potentes al sitio de la enfermedad de formas predecibles”.

De hecho, se observó que la combinación de la vancomicina con dermaseptina AMP, era cinco veces más potente que la vancomicina sola contra una cepa bacteriana denominada E. faecalis. Por otro lado, mientras que la vancomicina por sí misma no tiene efectos sobre una bacteria llamada A. baumannii, al combinarla con un AMP llamado RP-1, resultaba totalmente efectiva contra ella.

Es de hacer notar que ambas bacterias suelen ser resistentes a los antibióticos, causando peligrosas infecciones intrahospitalarias.

Finalmente, los investigadores aseguran que es posible extrapolar este enfoque a los medicamentos empleados para tratar el cáncer; en este caso, se combinarían anticuerpos u otras proteínas a dichos fármacos, ayudándoles a llegar a su destino, sin causar efectos secundarios no deseados. Por tanto, los científicos están evaluando la posibilidad de adaptar la técnica para usar proteínas más grandes.

Referencia: A chemoselective strategy for late-stage functionalization of complex small molecules with polypeptides and proteins, (2018). https://doi.org/10.1038/s41557-018-0154-0

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