Diseñan un método para obtener antibióticos eficaces frente a bacterias gramnegativas

Un fármaco para bacterias grampositivas adquiere eficacia frente a las gramnegativas tras una modificación que le permite atravesar la membrana externa.

Redacción. Madrid | 10/05/2017 19:00

6DNM-amine es una prueba de concepto de una nueva estrategia para combatir las bacterias gramnegativas. (DM)

Un equipo de la Universidad de Illinois, en Estados Unidos, ha diseñado una estrategia para desarmar a las bacterias gramnegativas que podría solventar el problema que durante décadas ha frenado el desarrollo de nuevos antibióticos eficaces ante el incremento de bacterias resistentes.

Paul Hergenrother y su equipo han modificado un fármaco que sólo elimina bacterias grampositivas, que carecen de la membrana externa que caracteriza a las gramnegativas y hace que sean tan difíciles de combatir. Tal y como muestran en el estudio que publican en el último número de Nature, esos cambios transformaron el fármaco en un antibiótico de amplio espectro que también eliminaba las bacterias gramnegativas.

"Estos microorganismos tienen una membrana externa que es básicamente impermeable a los antibióticos", señala Hergenrother. "Cualquier medicamento que logre un efecto frente a ellos lo hará casi siempre a través de una vía especial, una porina, que facilita la entrada de aminoácidos y otros compuestos que la bacteria necesita para vivir".

En vez de echar mano de bases de datos de fármacos, el grupo de Hergenrother desarrolló su propia colección de moléculas complejas: los productos naturales de plantas y microorganismos que los científicos habían modificado en el laboratorio.

"Hace algunos años descubrimos que, a través de una serie de etapas de química orgánica, podíamos convertir productos naturales en moléculas muy diferentes de sus compuestos de procedencia", expone el investigador. Las nuevas moléculas mostraban una mayor diversidad que la mayoría de las sustancias comercializadas y el equipo ha producido más de 600 nuevos compuestos valiéndose de esta estrategia.

Compuestos con aminas

Los investigadores probaron cada uno de estos compuestos en bacterias gramnegativas con el fin de encontrar alguno que fuese capaz de acumularse dentro de las células. "Los pocos que lo conseguían contenían aminas, de modo que continuamos la búsqueda a partir de ahí", según Hergenrother.

Efectivamente, la tasa de éxito se incrementó con el uso de compuestos con aminas, pero pronto comprobaron que se trataba de un requisito necesario pero no suficiente para penetrar en las bacterias gramnegativas.

Gracias al empleo de una estrategia informática, el equipo estableció tres rasgos necesarios: el compuesto debe tener una amina cuya acción no esté mitigada por otros componentes moleculares; tiene que ser bastante rígido (los compuestos más blandos son más propensos a quedarse atascados en la ruta de la porina); y debe ser más plano que globular.

Con el fin de probar la idoneidad de estos tres requisitos, añadieron un grupo amino a deoxinibomicina, un compuesto con una gran potencia frente a bacterias grampositivas que también tiene los otros dos elementos deseables: rigidez y baja globularidad. Añadiendo una amina en el lugar adecuado de la molécula, obtuvieron un antibiótico de amplio espectro al que denominaron 6-DNM-amina.

"Lo menos importante es este compuesto concreto, que podrá convertirse o no en un buen candidato a fármaco para humanos", aclara Hergenrother. "Lo más relevante es que constituye una demostración de que hemos comprendido los elementos que están en juego".

Es sólo un primer paso, ya que los antibióticos no sólo deben atravesar la membrana externa, sino destruir a las bacterias. A tenor de los estudios realizados, se estima que sólo uno de cada 200 compuestos que pueden penetrar en las bacterias gramnegativas también son capaces de eliminarlas.