El problemático talento de las bacterias para desarrollar resistencia a los antibióticos es una amenaza para la salud que crece rápidamente.
Esta capacidad tiene orígenes antiguos y está permitiendo que enfermedades como el MRSA y la gonorrea maten a alrededor de 700,000 personas anualmente en todo el mundo. Y estas superbacterias ahora están encontrando su camino hacia otros animales, como los delfines también.
Ahora, los científicos creen que pueden haber encontrado una forma alternativa de tratar enfermedades infecciosas: moléculas raras conocidas como “antivitaminas”.
Los antibióticos tradicionales se dirigen a la capacidad de las bacterias para leer sus propias instrucciones genéticas o construir sus paredes celulares protectoras, pero gracias a la habilidad de los microbios para robar genes entre sí y de su entorno, necesitamos cada vez más opciones para adelantarnos a sus tácticas altamente adaptativas.
Entonces, el microbiólogo Fabian von Pappenheim y sus colegas decidieron contribuir a la búsqueda global de alternativas a los antibióticos al jugar con la necesidad de vitaminas de las bacterias, inspirados por el uso de esta táctica por parte de las bacterias para matar bacterias competidoras.
Las vitaminas son vitales para todos los seres vivos para construir componentes celulares, fragmentos de tejido y ejecutar procesos celulares.
Las antivitaminas son lo suficientemente similares a sus equivalentes de vitaminas que engañan a los sistemas biológicos haciéndoles creer que son las mismas moléculas, pero ligeramente diferentes de una manera que las convierte en sustitutos catastróficamente defectuosos, inhibiendo así la función de las vitaminas y volviéndose tóxicas para las bacterias que las ingirieron .
“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”, explicó el enzimólogo molecular Kai Tittmann de la Universidad de Göttingen en Alemania.
Hasta ahora solo se han descrito tres antivitaminas de origen natural. Son roseoflavina (RoF) que actúa contra la vitamina B2 (riboflavina), ginkgotoxina (GT) la antivitamina de B6 (piridoxina) y 2′-metoxi-tiamina (MTh), que puede confundirse con B1 (tiamina).
Los investigadores utilizaron cristalografía de proteínas en E. coli y enzimas humanas para ver cómo funciona la antivitamina B1 MTh como toxina.
Descubrieron que la parte metilo de la molécula (CH3) se reemplaza por un grupo metoxi (O-CH3), que es más grande y altera las reacciones metabólicas en las que generalmente participa B1.
Elimina la proteína glutamato del resto de su molécula, lo que hace que los glutamatos se peguen entre sí y les impida participar en las reacciones.
Utilizando simulaciones por computadora, el equipo también descubrió que las proteínas humanas equivalentes no parecen verse afectadas por la vitamina impostora.
“Las proteínas humanas no se unen a la antivitamina en absoluto o de tal manera que no se ‘envenenan'”, dijo el químico Bert de Groot del Instituto Max Planck.
Esto significa que la antivitamina MTh, al menos, podría usarse para estropear las funciones críticas de sus vitaminas correspondientes en las bacterias y dejar intactos los sistemas humanos.
“La naturaleza ha desarrollado sistemas enzimáticos que pueden discriminar eficazmente entre compuestos estructuralmente similares que difieren en un solo átomo adicional”, escribió el equipo en su artículo.
“Es difícil predecir en este punto si y por qué mecanismos las bacterias podrían desarrollar resistencia contra MTh”, dijeron.
Si bien este es solo uno de los muchos aspectos que aún deben resolverse antes de acercarnos a reemplazar los antibióticos, este estudio nos brinda otra opción para analizar en nuestra batalla siempre cambiante contra las bacterias patógenas.
Este artículo es una traducción de otro publicado en Science Alert. Puedes leer el texto original haciendo clic aquí.
