Uno de los puntos con los que deben lidiar los profesionales de la salud a la hora de recetar cualquier tratamiento es la interacción que pudiera tener este con otros que se aplican de manera simultánea. En general, es difícil predecir la eficacia de estos cuando se combinan, existiendo el riesgo de que, en lugar de aumentar, se reduzca.

Una de las prioridades de la ciencia es determinar, o ayudar a predecir, el efecto que puede tener la administración combinada de este tipo de medicamentos. Para ayudar en ello, un equipo de investigadores ha publicado un artículo en la revista Natura Communications en el que informa que sí es posible hacerlo y expone algunos criterios para hacerlo.

Simulando efectos de antibióticos en la traducción

El profesor Tobias Bollenbach, de la Universidad de Colonia, dijo que había interés por descubrir cómo funcionan los antibióticos que inhiben la síntesis de proteínas en las bacterias cuando se usan en combinación con otros.

“Queríamos descubrir cómo funcionan los antibióticos que inhiben la síntesis de proteínas en las bacterias cuando se combinan entre sí, y predecir estos efectos en la medida de lo posible, utilizando modelos matemáticos”.

Los ribosomas de las células bacterianas pueden traducir gradualmente la secuencia de ADN de los genes en la secuencia de aminoácidos de las proteínas. Los científicos y médicos del mundo han aplicado antibióticos que actúan inhibiendo esta traducción, pero no todos atacan en el mismo punto. Cada uno tiene la capacidad de bloquear ciertos pasos específicos de dicho ciclo.

Los investigadores crearon cuellos de botella de traducción artificial a fin de simular el efecto de los antibióticos en los diferentes puntos del proceso. Entonces diseñaron un modelo matemático que englobaba estas y otras concepciones de modelos teóricos de física estadística y otros experimentos relacionados.

Cuellos de botella

Cuando el antibiótico empieza a actuar en el medio del ciclo de traducción, se forma un atasco de ribosomas, que se disuelve introduciendo otro cuello de botella, pero al inicio del ciclo.

El modelo les permitió confirmar que, en efecto, las interacciones entre los antibióticos a menudo se deben a cuellos de botella en el ciclo de traducción. Así comprendieron por qué los antibióticos que inhiben el comienzo y la mitad del ciclo de traducción tienen efectos más débiles cuando se combinan con otros.

“Una comprensión cuantitativa del efecto de los antibióticos individuales nos permite predecir el efecto de las combinaciones de antibióticos sin tener que probar todas las combinaciones posibles por ensayo y error”.

Bollenbach destaca que su hallazgo no solo aplica para los antibióticos, sino que puede extrapolarse para otros tipos de medicamentos. Y cómo no, esto puede ser útil a la hora de diseñar tratamientos combinados más eficaces a largo plazo.

Referencia:

Mechanisms of drug interactions between translation-inhibiting antibiotics. https://www.nature.com/articles/s41467-020-17734-z