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New Antimicrobials

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Nuevas armas en la lucha contra los microbios

A medida que las bacterias adquieren resistencia a los medicamentos actuales, se necesitan nuevos compuestos antimicrobianos. Para dar respuesta a este problema acuciante, en el proyecto «New antimicrobials» (NAM) se examinaron nuevas fuentes y técnicas para desarrollar fármacos antimicrobianos novedosos y se estudiaron sus mecanismos de acción.

Salud

En el proyecto NAM se investigaron los péptidos antimicrobianos (AMP), que están producidos por organismos superiores, y los productos secundarios de los microbios vegetales internos, que reciben el nombre de endófitos. Estos endófitos viven dentro de las plantas y protegen a su anfitrión contra diversos tipos de patógenos por medio de la producción de compuestos bioactivos. Estos compuestos podrían resultar útiles como antibióticos. Los socios del proyecto desarrollaron técnicas para aislar y cribar los hongos endófitos y hallaron que los hongos más bioactivos contra la bacteria Staphylococcus aureus se encontraban en la hierba, la pícea y el pino, respectivamente. No es fácil cultivar microorganismos endofíticos en laboratorio, por lo que los científicos buscaron herramientas genéticas que les permitiesen acceder a fuentes activas desde el interior de la planta. De este modo, lograron identificar una proteína antibacteriana y varios AMP en endófitos presentes en la camarina negra (Empetrum nigrum), el té de Labrador del norte (Rhododendron tomentosum) y el pino silvestre (Pinus sylvestris). Los investigadores no solo se fijaron en los AMP de fuentes endófitas, sino también de otras bacterias y hongos, así como en moléculas producidas como parte de los mecanismos de defensa de los anfitriones animales. Muchos AMP de origen animal tienen la capacidad de desactivar directamente los patógenos y de alertar y fortalecer el sistema inmunitario. Los científicos tuvieron en cuenta diferentes clases de AMP y se concentraron en aquellos que ejercían una actividad de espectro amplio sobre la membrana microbiana y los que ejercían una actividad selectiva contra las bacterias Gram-negativas. Estas diferentes clases comprendían catelicidinas y betadefensinas animales, defensinas fúngicas (plectasina) y lantibióticos bacterianos. Las catelicidinas son una familia importante de AMP que están presentes en todos los animales vertebrados. Se llevó a cabo un estudio detallado acerca de la acción antibacteriana de la betadefensina 3, producida por las células epiteliales humanas y un tipo de leucocitos denominados neutrófilos, y que se une a zonas ricas en lípidos II, alterando de este modo las membranas citoplásmicas microbianas. Sin embargo, las células de Staphylococcus tratadas con la betadensina 3 humana (hBD3) mostraron que la inhibición de la síntesis de la pared celular podía ser una parte importante del proceso de eliminación. Los investigadores también identificaron la biosíntesis de la pared celular como la vía seleccionada por la plectasina, pero con una afinidad aún mayor a los lípidos II que a la hBD3. Este mecanismo está también presente en los lantibióticos bacterianos y podría ser una característica importante en el modo de acción de diferentes clases de AMP, que tienen su origen en muy diversas especies, desde microorganismos hasta vertebrados. El trabajo realizado en el marco del proyecto NAM permitió revelar que todas las sustancias antimicrobianas naturales de orígenes muy diferentes interfieren en la misma diana, los lípidos II, inhibiendo la misma vía de biosíntesis de la pared celular en el patógeno Staphylococcus aureus. Este conocimiento resultará inestimable para el desarrollo de nuevos antibióticos en el futuro y para la identificación de nuevas dianas de actuación para dichos antibióticos.

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