Salvavidas nanobióticos

Los nanotubos que se construyen a sí mismos a partir de anillos de péptidos pueden ofrecer una nueva arma eficaz contra las bacterias resistentes a los antibióticos y la amenaza de enfermedades incurables.



Parecido a una rosquilla molecular, un anillo de 2,5 nanómetros de aminoácidos personalizados se hunde en la pared celular de un estafilococo áureo bacteria, una de las cepas resistentes a los antibióticos responsable de infecciones hospitalarias potencialmente mortales.

Millones más de estos péptidos cíclicos pegajosos con forma de rosquilla, cada uno de ellos una cadena de aminoácidos en forma de bucle, entran en la pared celular gelatinosa de la bacteria. Gravitan químicamente entre sí y se ensamblan en tubos alargados, como pilas de pequeños neumáticos incrustados en la membrana celular.





Luego, los tubos de un solo péptido perforan la membrana. Los grupos de tubos adyacentes trabajan juntos para abrir poros aún más grandes y abiertos en la pared celular. En cuestión de minutos, numerosos agujeros matan a la bacteria al interrumpir el potencial eléctrico de su membrana, apagando efectivamente la maquinaria interior de la célula.

Inyectores letales

Desarrollados por un equipo dirigido por M. Reza Ghadiri en el Instituto de Investigación Scripps con sede en La Jolla-CA, estos salvavidas nanobióticos pueden matar incluso las bacterias más resistentes a los medicamentos, sin afectar las células animales.



La Organización Mundial de la Salud estima que el costo total del tratamiento de todas las infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos transmitidas por hospitales es de alrededor de $ 10 mil millones al año.

Si bien faltan dos o tres años para los ensayos en humanos, el grupo ha probado sus nanotubos de péptidos sintéticos autoensamblables en ratones, eliminando infecciones mortales de meticilina resistente. Staphylococcus aureus. Los péptidos también se muestran prometedores en el tratamiento de una amplia variedad de cepas de bacterias mortales, que incluyen Escherichia coli, pseudomonas aeruginosa y Enterococcus faecalis. Eventualmente, pueden resultar eficaces contra las infecciones fúngicas y parasitarias.

Los anillos peptídicos de Ghadiri, compuestos por un patrón alternativo novedoso de aminoácidos sintéticos y naturales, tienen cadenas laterales de aminoácidos que miran hacia afuera desde la rosquilla y reaccionan al medio ambiente.

Estas moléculas sensoras se pueden reconfigurar rápidamente en el laboratorio para ajustar cómo funcionan los péptidos. Podemos producir 100.000 variantes en unas dos semanas, dice Ghadiri. Esa flexibilidad debería permitir a los fabricantes de medicamentos elegir a qué bacterias se dirigen, controlar cómo los péptidos se insertan en la membrana y se autoensamblan, y minimizar la toxicidad para las células animales en el huésped infectado.



El Dr. Tomas Ganz, patólogo experimental de la facultad de medicina de UCLA, dice que el trabajo del grupo de Ghadiri representa una nueva clase potencial de armas moleculares inteligentes. Sin embargo, advierte que estas sustancias aún no son medicamentos. Deben ser económicos de producir y demostrar que son efectivos y no tóxicos en humanos, dice.

Mayor vida útil

La velocidad con la que funcionan y la estructura novedosa de los péptidos deberían dificultar que las bacterias desarrollen resistencia, dice Ghadiri, allanando el camino para una nueva clase de medicamentos con una vida útil más larga. Pero, advierte, nadie debería subestimar la adaptabilidad de las bacterias.

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Los péptidos cíclicos se han investigado durante años. Muchos péptidos naturales defienden contra los microbios en animales y plantas. Otros fármacos basados ​​en péptidos cíclicos, como la bacitracina, se utilizan habitualmente como antibióticos tópicos.

Los investigadores de Scripps apilaron péptidos cíclicos en nanotubos por primera vez en 1992. Al principio, esperaban crear tubos de ensayo a nanoescala para la investigación bioquímica. Pero cuando notaron la actividad de la membrana de los tubos en 1994, rápidamente volvieron a enfocar su descubrimiento en el tratamiento de bacterias multirresistentes.

Como resultado, Ghadiri se siente afortunado de que en un período relativamente corto de tiempo nuestro trabajo pueda conducir a algo útil para millones de personas.

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