¿Son los antivitamínicos los nuevos antibióticos?

El equipo de investigación desarrolla un enfoque de drogas contra las infecciones bacterianas

27.08.2020 - Alemania

Los antibióticos se encuentran entre los descubrimientos más importantes de la medicina moderna y han salvado millones de vidas desde el descubrimiento de la penicilina hace casi 100 años. Muchas enfermedades causadas por infecciones bacterianas, como la neumonía, la meningitis o la septicemia, se tratan con éxito con antibióticos. Sin embargo, las bacterias pueden desarrollar resistencia a los antibióticos, lo que hace que los médicos tengan dificultades para encontrar tratamientos eficaces. Particularmente problemáticos son los patógenos que desarrollan resistencia a múltiples drogas y no son afectados por la mayoría de los antibióticos. Esto conduce a una grave progresión de la enfermedad en los pacientes afectados, a menudo con un resultado fatal. Por lo tanto, los científicos de todo el mundo están comprometidos en la búsqueda de nuevos antibióticos. Los investigadores de la Universidad de Göttingen y del Instituto Max Planck de Química Biofísica de Göttingen han descrito ahora un nuevo y prometedor enfoque que incluye "antivitaminas" para desarrollar nuevas clases de antibióticos.

Las antivitaminas son sustancias que inhiben la función biológica de una vitamina genuina. Algunos antivitamínicos tienen una estructura química similar a la de la vitamina real cuya acción bloquean o restringen. Para este estudio, el equipo del profesor Kai Tittmann del Centro de Biociencias Moleculares de la Universidad de Göttingen trabajó junto con el grupo del profesor Bert de Groot del Instituto Max Planck de Química Biofísica de Göttingen y el profesor Tadgh Begley de la Universidad de Texas A&M (EE.UU.). Juntos investigaron el mecanismo de acción a nivel atómico de un antivitamínico natural de la vitamina B1. Algunas bacterias son capaces de producir una forma tóxica de esta vitamina B1 vital para matar a las bacterias competidoras. Este antivitamínico en particular tiene un solo átomo además de la vitamina natural en un lugar aparentemente sin importancia y la pregunta de investigación emocionante era por qué la acción de la vitamina todavía se prevenía o "envenenaba".

El equipo de Tittmann utilizó la cristalografía de proteínas de alta resolución para investigar cómo el antivitamínico inhibe una proteína importante del metabolismo central de las bacterias. Los investigadores descubrieron que la "danza de los protones", que normalmente se puede observar en las proteínas en funcionamiento, deja de funcionar casi por completo y la proteína ya no funciona. "Sólo un átomo extra en el antivitamínico actúa como un grano de arena en un complejo sistema de engranajes bloqueando su mecánica finamente ajustada", explica Tittmann. Es interesante observar que las proteínas humanas son capaces de hacer frente relativamente bien al antivitamínico y seguir funcionando. El químico de Groot y su equipo utilizaron simulaciones por ordenador para averiguar por qué esto es así. "Las proteínas humanas no se unen al antivitamínico en absoluto o de tal manera que no se 'envenenan'", dice el investigador de Max Planck. La diferencia entre los efectos del antivitamínico en las bacterias y en las proteínas humanas abre la posibilidad de usarlo como antibiótico en el futuro y así crear nuevas alternativas terapéuticas.

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