Los cient\u00edficos han descubierto una nueva ruta para producir antibi\u00f3ticos complejos aprovechando la edici\u00f3n de genes para reprogramar las v\u00edas de los medicamentos futuros que se requieren con urgencia para combatir la resistencia a los antimicrobianos, tratar enfermedades desatendidas y abordar futuras pandemias. Investigadores de la Universidad de Manchester han descubierto una nueva forma de manipular las enzimas clave de la l\u00ednea de ensamblaje en bacterias que podr\u00eda allanar el camino para una nueva generaci\u00f3n de tratamientos con antibi\u00f3ticos.<\/p>\n\n\n\n
Una nueva investigaci\u00f3n publicada hoy en Nature Communications describe c\u00f3mo la edici\u00f3n de genes CRISPR-Cas9 se puede utilizar para crear nuevas enzimas de p\u00e9ptido sintetasa no ribosomal (NRPS) que administran antibi\u00f3ticos cl\u00ednicamente importantes. Las enzimas NRPS son productores prol\u00edficos de antibi\u00f3ticos naturales como la penicilina. Sin embargo, hasta ahora, la manipulaci\u00f3n de estas complejas enzimas para producir antibi\u00f3ticos nuevos y m\u00e1s eficaces ha sido un gran desaf\u00edo.<\/p>\n\n\n\n
El gobierno del Reino Unido sugiere que se estima que las infecciones por resistencia a los antimicrobianos (RAM) causan 700.000 muertes cada a\u00f1o en todo el mundo y se prev\u00e9 que aumenten a 10 millones, lo que le costar\u00e1 a la econom\u00eda mundial 100 billones de d\u00f3lares para 2050. La RAM tambi\u00e9n amenaza muchos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la ONU, con 28 millones de personas adicionales que podr\u00edan verse forzadas a la pobreza extrema para 2050 a menos que se contenga la resistencia a los antimicrobianos.<\/p>\n\n\n\n
El equipo de Manchester dice que el proceso de edici\u00f3n de genes podr\u00eda usarse para producir antibi\u00f3ticos mejorados y posiblemente conducir al desarrollo de nuevos tratamientos que ayuden en la lucha contra pat\u00f3genos y enfermedades resistentes a los medicamentos en el futuro. Jason Micklefield, profesor de biolog\u00eda qu\u00edmica en el Instituto de Biotecnolog\u00eda de Manchester (MIB), Reino Unido, explica: “La aparici\u00f3n de pat\u00f3genos resistentes a los antibi\u00f3ticos es una de las mayores amenazas a las que nos enfrentamos en la actualidad”.<\/p>\n\n\n\n
“El enfoque de edici\u00f3n de genes que desarrollamos es una forma muy eficiente y r\u00e1pida de dise\u00f1ar enzimas complejas de l\u00ednea de ensamblaje que pueden producir nuevas estructuras de antibi\u00f3ticos con propiedades potencialmente mejoradas”.<\/p>\n\n\n\n
Los microorganismos en nuestro medio ambiente, como las bacterias que viven en el suelo, han desarrollado enzimas pept\u00eddicas sintetasa no ribos\u00f3micas (NRPS) que ensamblan bloques de construcci\u00f3n llamados amino\u00e1cidos en productos pept\u00eddicos que a menudo tienen una actividad antibi\u00f3tica muy potente. Muchos de los antibi\u00f3ticos m\u00e1s importantes desde el punto de vista terap\u00e9utico, que se utilizan hoy en d\u00eda en la cl\u00ednica, se derivan de estas enzimas NRPS (por ejemplo, penicilina, vancomicina y daptomicina).<\/p>\n\n\n\n
Desafortunadamente, est\u00e1n surgiendo pat\u00f3genos mortales que son resistentes a todos estos antibi\u00f3ticos existentes. Una soluci\u00f3n podr\u00eda ser crear nuevos antibi\u00f3ticos con propiedades mejoradas que puedan evadir los mecanismos de resistencia de los pat\u00f3genos. Sin embargo, los antibi\u00f3ticos pept\u00eddicos no ribos\u00f3micos son estructuras muy complejas que son dif\u00edciles y costosas de producir mediante m\u00e9todos qu\u00edmicos normales. Para abordar esto, el equipo de Manchester usa la edici\u00f3n de genes para dise\u00f1ar las enzimas NRPS, intercambiando dominios que reconocen diferentes bloques de construcci\u00f3n de amino\u00e1cidos, lo que lleva a nuevas l\u00edneas de ensamblaje que pueden producir nuevos productos pept\u00eddicos.<\/p>\n\n\n\n
Micklefield agreg\u00f3: “Ahora podemos utilizar la edici\u00f3n de genes para introducir cambios espec\u00edficos en las enzimas NRPS complejas, lo que permite incorporar precursores de amino\u00e1cidos alternativos en las estructuras pept\u00eddicas. Somos optimistas de que nuestro nuevo enfoque podr\u00eda conducir a nuevas formas de fabricar antibi\u00f3ticos mejorados que se necesitan con urgencia para combatir los pat\u00f3genos resistentes a los medicamentos emergentes”.<\/p>\n\n\n\n
El art\u00edculo de investigaci\u00f3n se publica en Nature Communications como La edici\u00f3n de genes permite la ingenier\u00eda r\u00e1pida de complejas l\u00edneas de montaje de antibi\u00f3ticos<\/em>.<\/p>\n\n\n\n