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ERC

DrugSense — Resultado resumido

Project ID: 704340
Financiado con arreglo a: H2020-EU.1.1.
País: Israel
Dominio: Salud, Investigación fundamental

Nuevos biosensores de antibióticos

Los antibióticos han revolucionado la medicina clínica y veterinaria modernas, así como la agricultura. Sin embargo, su uso imprudente ha impulsado una rápida resistencia a los antibióticos entre las bacterias patógenas y comensales con unos efectos adversos para la salud.
Nuevos biosensores de antibióticos
Los riesgos para la salud y la seguridad debidos a la presencia de antibióticos en los alimentos, el agua potable y las aguas del medio ambiente ponen de relieve la necesidad de llevar a cabo un control continuo. Según los reglamentos de la Unión Europea (UE), los fabricantes de alimentos deben examinar sus productos para detectar trazas de antibióticos.

Actualmente, los análisis de la contaminación acuática por productos químicos, incluidos los antibióticos, se realizan mediante técnicas cromatográficas de líquidos con análisis por espectrometría de masas. Sin embargo, la detección de antibióticos precisa de unos sensores más avanzados que determinen de forma precisa, rápida y económica la presencia de antibióticos en distintos entornos.

Los científicos del equipo del proyecto financiado con fondos europeos DrugSense se propusieron desarrollar unos sensores innovadores basados en las moléculas de ARN que utilizan las bacterias para activar o inhibir los genes de resistencia a los antibióticos. Los aptámeros de ARN se utilizan cada vez más en el desarrollo de biosensores para unirse con el analito de interés con una sensibilidad excelente, similar a la afinidad que presentan los anticuerpos. Otros enfoques de detección antibacteriana son la inmovilización de la enzimas que descomponen determinados antibióticos como la penicilina, lo que provoca un cambio en el pH de la muestra objetivo, así como nanopartículas de oro funcionalizadas.

Explotación de los mecanismos antibacterianos

«El concepto de DrugSense se basa en los mecanismos debidamente establecidos que han evolucionado en las bacterias para superar la presión impuesta por los antibióticos», explica el coordinador del proyecto, el profesor Rotem Sorek. Dichos mecanismos incluyen la degradación enzimática de las moléculas de antibióticos, el eflujo de las células a través de bombas específicas o la protección de las dianas de los antibióticos a través de las modificaciones químicas oportunas.

Sin embargo, la resistencia a los antibióticos a menudo conlleva un coste para la buena condición de las bacterias. Por consiguiente, estas emplean mecanismos reguladores a través de los que perciben la presencia de antibióticos y activan selectivamente la expresión de los genes de resistencia pertinentes únicamente durante la exposición al antibiótico. Cada vez más pruebas indican que, para la regulación genética, además de los factores de transcripción clásicos, las bacterias emplean ARN no codificantes cisreguladores como sensores antibióticos.

Anteriormente, el equipo de DrugSense identificó, a través de estudios de genomas completos, moléculas de ARN (conocidas como riborreguladores) que responden a la presencia de antibióticos paralizando los ribosomas y controlando así la expresión de los genes de resistencia a los antibióticos. Este mecanismo parece ser funcional tanto en bacterias patógenas como comensales.

Biosensores innovadores basados en moléculas de ARN bacterianas

«Estos riborreguladores pueden, por tanto, actuar como sensores antibióticos eficaces», destaca el profesor Rotem Sorek y «los utilizaremos para desarrollar un prototipo de biosensor muy sensible, capaz de detectar rápidamente vestigios de múltiples antibióticos en los alimentos, el agua y otras sustancias de forma rentable».

En el proyecto DrugSense, los científicos utilizaron sus descubrimientos anteriores para biodiseñar el sensor de antibióticos. Al mismo tiempo, realizaron un completo estudio de mercado para identificar las necesidades, determinar la competencia e identificar los segmentos del mercado en los que el biosensor ofrecería algunas ventajas respecto a los productos existentes. Con vistas al futuro, el profesor Sorek espera «lograr un prototipo de prueba de concepto protegido con propiedad intelectual que atraiga más inversiones externas y ayude a llevar nuestra tecnología al mercado».

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Palabras clave

DrugSense, antibióticos, bacterias, resistencia, biosensor, ARN
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