Científicos de la Universidad de Delaware, en colaboración directa con el Laboratorio Nacional Brookhaven, han descubierto un mecanismo biológico clave que permite a las bacterias sobrevivir durante largo tiempo a la exposición a fármacos letales. Utilizando microscopía crioelectrónica de última generación, el grupo de investigadores identificó y visualizó un interruptor molecular crítico que controla las defensas internas de los patógenos. Este hallazgo estructural sin precedentes podría transformar la farmacología moderna, abriendo la puerta para que los actuales antibióticos sean mucho más eficaces frente a las temidas superbacterias, que son una amenaza real y de creciente preocupación para la salud pública mundial.
El miedo a las superbacterias y el papel del mensajero químico
El aumento alarmante de bacterias resistentes a los antibióticos ha llegado a ser considerado de manera innegable como uno de los mayores problemas de salud de esta sociedad moderna. De este modo, la Organización Mundial de la Salud se atrevió a señalar en un estudio que, para el año 2050, estas cepas de bacterias mutadas podrían llegar a provocar la muerte de 10 millones de personas al año, una cifra que supera incluso el total de muertes anuales debidas a todos los tipos de cáncer juntos.
En el medio de la dura y severa investigación destinada a mitigar el problema de salud pública se encuentra la enzima bacteriana GdpP, es decir, una proteína compleja asociada con muchos de los patógenos más preocupantes de la medicina moderna, como el extremadamente peligroso estafilococo áureo resistente a la meticilina (MRSA). El funcionamiento operativo de esta enzima gira en torno a una pequeña molécula conocida como c-di-AMP, que actúa de forma parecida a un mensajero químico que ordena a las células estresadas reforzar la defensa estructural en relación con un ataque farmacológico.
Visualización estructural por microscopía avanzada
Los científicos explicaron que la enzima GdpP era, clásicamente, de estudio difícil por su increíble capacidad de modificar su forma geométrica, lo cual la convertía en una diana de interés totalmente elusiva que quedaba fuera de las atracciones analíticas de la cristalografía de rayos X tradicional. Así las cosas, los investigadores se atrevieron a enfrentar ese tremendo escollo técnico mediante la ayuda del Laboratorio de Estructura Biomolecular del Departamento de Energía que poseía las instalaciones necesarias para congelar millones de copias de la proteína en movimiento a temperaturas de decenas de grados Fahrenheit bajo cero.
Este esquema de microscopía crioelectrónica servía para conseguir capturas precisas en 3D de la molécula en acción biológica. En este camino hacia la ultracongelación, el equipo pudo captar la enzima en tres estados estructurales documentados a la vez (que la enzima transita entre sus momentos activado y desactivado). «En ausencia de una vista de la estructura se vuelve difícil predecir cómo funciona una enzima. Sin ese conocimiento, no podemos diseñar medicamentos que ataquen solo a las partes a las que queremos dirigirnos», explica el profesor Parashar.
Nuevas terapias y aplicaciones de estos fármacos
Desde el descubrimiento de penicilina en 1928, cada uno de los antibióticos ha protegido a la humanidad por casi un siglo, pero la vertiginosa evolución mutagénica de los patógenos exige una estrategia de contención totalmente diferente. La Universidad de Delaware, sin embargo, no apunta a fabricar un antibiótico más, sino un fármaco complementario que inactiva directamente las defensas bacterianas. De esta forma, tendríamos disponibles los fármacos que ya están en nuestro arsenal clínico para que puedan cumplir sus funciones primordiales.
«La próxima generación de antibióticos tiene que ser más específica», sentenció el investigador principal, que añadía que una vez que se ha localizado el interruptor, la industria farmacéutica ya puede empezar a sintetizar moléculas que lo inactivan por la fuerza.
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