01.12.2021 - University of Manchester

Nuevos antibióticos mediante la edición de genes

"Somos optimistas en cuanto a que nuestro nuevo enfoque podría conducir a nuevas formas de fabricar antibióticos mejorados que se necesitan urgentemente para combatir los patógenos emergentes resistentes a los medicamentos"

Los científicos han descubierto una nueva vía para producir antibióticos complejos aprovechando la edición de genes para reprogramar las vías de los futuros medicamentos que se necesitan urgentemente para combatir la resistencia a los antimicrobianos, tratar enfermedades desatendidas y prevenir futuras pandemias.

Investigadores de la Universidad de Manchester han descubierto una nueva forma de manipular enzimas clave de la cadena de montaje de las bacterias que podría allanar el camino para una nueva generación de tratamientos antibióticos.

La nueva investigación, publicada en Nature Communications, describe cómo la edición genética CRISPR-cas9 puede utilizarse para crear nuevas enzimas sintetasas peptídicas no ribosomales (NRPS) que suministren antibióticos de importancia clínica. Las enzimas NRPS son prolíficas productoras de antibióticos naturales como la penicilina. Sin embargo, hasta ahora, manipular estas complejas enzimas para producir antibióticos nuevos y más eficaces ha sido un gran reto.

El problema de la resistencia a los antimicrobianos

Según el gobierno británico, se estima que las infecciones por resistencia a los antimicrobianos (AMR) causan 700.000 muertes al año en todo el mundo y se prevé que aumenten a 10 millones, con un coste de 100 billones de dólares para la economía mundial en 2050. La AMR también amenaza muchos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la ONU, con 28 millones de personas más que podrían verse obligadas a caer en la pobreza extrema en 2050 a menos que se contenga la AMR.

El equipo de Manchester afirma que el proceso de edición de genes podría utilizarse para producir antibióticos mejorados y posiblemente conducir al desarrollo de nuevos tratamientos que ayuden en la lucha contra los patógenos y las enfermedades resistentes a los medicamentos en el futuro. Jason Micklefield, catedrático de Biología Química del Instituto de Biotecnología de Manchester (Reino Unido), explica: "La aparición de patógenos resistentes a los antibióticos es una de las mayores amenazas a las que nos enfrentamos hoy en día".

"El enfoque de edición de genes que hemos desarrollado es una forma muy eficiente y rápida de diseñar enzimas complejas de la cadena de montaje que pueden producir nuevas estructuras de antibióticos con propiedades potencialmente mejoradas".

El potencial de los antibióticos peptídicos no ribosomales

Los microorganismos de nuestro entorno, como las bacterias del suelo, han desarrollado enzimas sintetasas peptídicas no ribosomales (NRPS) que ensamblan bloques de construcción llamados aminoácidos en productos peptídicos que suelen tener una actividad antibiótica muy potente. Muchos de los antibióticos más importantes desde el punto de vista terapéutico, que se utilizan hoy en día en la clínica, se derivan de estas enzimas NRPS (por ejemplo, la penicilina, la vancomicina y la daptomicina).

Por desgracia, están surgiendo patógenos mortales que son resistentes a todos estos fármacos antibióticos existentes. Una solución podría ser crear nuevos antibióticos con propiedades mejoradas que puedan evadir los mecanismos de resistencia de los patógenos. Sin embargo, los antibióticos peptídicos no ribosomales son estructuras muy complejas que resultan difíciles y caras de producir por los métodos químicos habituales. Para solucionar esto, el equipo de Manchester utiliza la edición de genes para diseñar las enzimas NRPS, intercambiando los dominios que reconocen la construcción de aminoácidos diferentes, lo que da lugar a nuevas líneas de montaje que pueden ofrecer nuevos productos peptídicos.

Micklefield añadió: "Ahora somos capaces de utilizar la edición de genes para introducir cambios específicos en las complejas enzimas NRPS, introduciendo aminoácidos alternativos precursores en las estructuras peptídicas. Somos optimistas en cuanto a que nuestro nuevo enfoque podría conducir a nuevas formas de fabricar antibióticos mejorados que se necesitan urgentemente para combatir los patógenos emergentes resistentes a los medicamentos."

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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