Investigadores diseñan una 'Escherichia coli' para producir nuevas formas de antibióticos

06-08/06/2015 - E.P.

Se han creado nuevos análogos de eritromicina que eliminan bacterias resistentes a la forma original de éste antibiótico utilizado clínicamente

Investigadores de la Universidad de Búfalo (UB), en Estados Unidos, están trabajando con colonias de la bacteria 'Escherichia coli' ('E. Coli') para producir nuevas formas de antibióticos, incluyendo tres que parecen ser prometedores en la lucha contra las bacterias resistentes a los fármacos.

La investigación, que se publica en la revista 'Science Advances', fue dirigido por Blaine A. Pfeifer, profesor asociado de Ingeniería Química y Biológica en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UB. Su equipo incluye a los dcotres Guojian Zhang, Yi Li y Lei Fang, todos del Departamento de Ingeniería Química y Biológica.

Durante más de una década, Pfeifer ha estado estudiando cómo diseñar 'E. Coli' para generar nuevas variedades de eritromicina, un antibiótico popular. En el nuevo trabajo, él y sus colegas informan de que lo han logrado, aprovechando 'E. Coli' para sintetizar docenas de nuevas formas del fármaco que tienen una estructura ligeramente diferente de las versiones existentes.

Tres de estas nuevas variedades de eritromicina eliminan con éxito bacterias de la especie 'Bacillus subtilis' que eran resistentes a la forma original de la eritromicina utilizada clínicamente. "Estamos centrados en tratar de llegar a nuevos antibióticos que pueden superar la resistencia a los antibióticos, y vemos esto como un paso importante hacia adelante", afirma Pfeifer.

"No sólo hemos creado nuevos análogos de eritromicina, sino que también hemos desarrollado una plataforma para el uso de 'E. Coli' con el fin de producir el mediamento -relata--. Esto abre la puerta a la posibilidad de nuevos diseños en el futuro; lo que podría dar lugar a aún más nuevas formas del medicamento".

El estudio es especialmente importante para el aumento de la resistencia a los antibióticos. La eritromicina se usa para tratar una variedad de enfermedades, desde la neumonía y la tos ferina hasta infecciones de la piel y del tracto urinario.

Conseguir 'E. Coli' para producir nuevos antibióticos ha sido una especie de 'santo grial' para los investigadores en el campo poque crece. Como 'E. Coli' crece rápidamente, acelara los pasos experimentaes y ayuda en los esfuerzos de desarrollo y aumento de producción de fármacos. La especie también acepta nuevos genes con relativa facilidad, por lo que es un candidato ideal para la ingeniería.

Aunque las informaciones a menudo se centran en los peligros de 'E. Coli', la mayoría de los tipos de esta bacteria en realidad son inofensivos, incluidos los utilizados por el equipo de Pfeifer en el laboratorio. Durante los últimos 11 años, la investigación de este experto se ha centrado en la manipulación de 'E. Coli' de modo que el organismo produzca todos los materiales necesarios para la creación de eritromicina.

Con esa fase de la investigación completa, Pfeifer se ha centrado en el próximo objetivo: afinar la forma en que sus 'E. Coli' modificadas producen eritromicina, de forma que el medicamento que fabrican es ligeramente diferente a las versiones utilizadas en los hospitales hoy en día. Éste es el tema del nuevo artículo de 'Science Avdances'.

El proceso de creación de la eritromicina comienza con tres bloques básicos de construcción llamados precursores metabólicos, compuestos químicos que se combinan y manipulan a través de un proceso como de ensamblaje en fila para formar el producto final, la eritromicina.

Para la construcción de nuevas variedades de eritromicina con una forma ligeramente diferente, los científicos pueden orientar teóricamente cualquier parte de esta línea de montaje, utilizando diversas técnicas para fijar las piezas con estructuras que se desvían ligeramente de las originales. En el nuevo estudio, el equipo de Pfeifer se centró en un paso en el proceso de construcción que había recibido previamente poca atención de los investigadores, un paso cerca del final.

Los investigadores se centraron en el uso de enzimas para unir 16 formas diferentes de moléculas de azúcar a una molécula llamada 6-desoxieritronolida B. Cada una de estas moléculas de azúcar se adhirió con éxito, lo que llevó, al final de la línea de montaje, a más de 40 nuevos análogos de eritromicina, tres de los cuales mostraron una capacidad para combatir las bacterias resistentes a la eritromicina en los experimentos de laboratorio.

"El sistema que hemos creado es sorprendentemente flexible y eso es una de sus grandes cosas --destaca Pfeifer--. Hemos establecido una plataforma para el uso de 'E. Coli' para producir la eritromicina, y ahora que la tenemos, podemos empezar a modificarla de nuevas maneras".