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13/04/2000. Universidad Wisconsin-Madison. MADISON - Mediante la imitación de uno de los agentes antimicrobianos más potentes que posee la naturaleza, los científicos pueden haber encontrado una nueva forma de luchar contra las bacterias patógenas. Según se publica en le número del 6 de abril de la revista británica Nature, un equipo de científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison informan acerca del diseño, síntesis y evaluación de un nuevo tipo de molécula que presenta un amplio espectro de actividad antimicrobiana, incluso frente a dos especies de bacterias que son resistentes a los antibióticos comunes. Para Samuel H. Gellman, profesor de química de la UW-Madison y autor del nuevo estudio, el trabajo es importante ya que demuestra la viabilidad del diseño de un nuevo tipo de antibióticos que pueden derrotar, al menos potencialmente, el incremento en las resistencias al tratamiento de enfermedades bacterianas que ocurre con los medicamentos actuales. Más aún, el trabajo revela el potencial para utilizar a la naturaleza como guía para construir moléculas sintéticas de importancia médica que puedan funcionar mejor que sus equivalentes naturales. "Casi todos los agentes antimicrobianos utilizados hoy en día en escenarios clínicos son moléculas naturales, o están muy relacionadas con moléculas encontradas en la naturaleza", según Gellman. "En contraste, nuestros nuevos antimicrobianos son muy diferentes de todas las moléculas encontradas en ella. La conclusión de esta investigación es que podemos estar en una nueva vía que nos conduzca al diseño racional y deliberado de moléculas utilizables clínicamente como antibióticos". El diseño de los nuevos agentes antibacterianos implica la imitación de péptidos que se encuentran en la naturaleza y que luchan frente a las invasiones microbianas. Los péptidos están compuestos de alfa-aminoácidos, los cuales son la base en la formación de las proteínas moleculares y son esenciales para la vida. En la naturaleza, los péptidos pueden ser tóxicos de forma selectiva frente a determinados microorganismos, constituyendo una primera linea de defensa antimicrobiana en todos los seres, desde las plantas al hombre. Los péptidos antibióticos naturales, sin embargo, son degradados rápidamente en los tejidos vivos y pueden ser altamente tóxicos para las células humanas además de para la bacteria infecciosa. El equipo de Wisconsin utilizó una base sintética y no natural para construír los nuevos agentes antibióticos. En opinión de Gellman, es posible que esas moléculas sintéticas, conocidas como beta-péptidos, sean "intrínsecamente mejores que las clases de péptidos encontrados en la naturaleza" porque son más estables y, en dosis terapéuticas, menos tóxicos para las células humanas. "Pensamos que nuestras moléculas imitan los mecanismos antimicrobianos de los péptidos naturales", explica Gellman. "No ha sido posible nunca antes imitar los mecanismos antibióticos con este tipo de moléculas esencialmente no naturales". En opinión de Gellman, hay razones de sobra para pensar que la tecnología puede ir más lejos. "En términos de actividad antibacteriana, ya hemos equiparado los rendimientos. Debido a que nuestras moléculas son no naturales no deberían ser degradadas de forma rápida, y deberían tener una constitución bien definida y predecible" hecha a la medida para enfrentarse a bacterias patógenas específicas. La nueva molécula desarrollada ya en el laboratorio de Gellman ha probado ser efectiva en laboratorio contra una serie de bacterias infecciosas, incluyendo cepas de dos especies, Enterococcus faecium y Staphylococcus aureus, temidas por los médicos debido a su resistencia frente a los antibióticos convencionales. Aunque los científicos todavía no conocen en forma precisa como los péptidos antimicrobianos matan a las bacterias, creen que esos péptidos naturales perforan la superficie exterior del microbio y afectan a sus procesos internos. "Parecen ser capaces de desorganizar la membrana bacteriana. Cuando eso ocurre, en la bacteria ve como se liberan todos sus demonios", según comenta Gellman. Este mecanismo de combatir a la infección bacteriana es diferente del utilizado por los antibióticos tradicionales como la penicilina, y sugiere que podría llevarle mucho tiempo a las bacterias el desarrollar defensas contra el mismo. "No creemos que nuestras nuevas moléculas se vean comprometidas muy rápidamente por fenómenos de resistencia. Estos beta-péptidos no cuentan con precedentes en la naturaleza, al contrario que los antibióticos naturales. Químicamente son totalmente diferentes a los tipos de cosas con las que se encuentra típicamente una bacteria", explica Gellman. "Las buenas noticias sobre estas nuevas moléculas es que presentan una muy baja toxicidad" cuando se exponen a ellas células humanas, según Bernard Weisblum, profesor de farmacología en la UW-Madison y coautor del artículo de Nature. "Parecen coexistir bastante bien con los eritrocitos". Según Weisblum, lo que ahora necesitamos para avanzar en esta tecnología es comprender mejor como afectan estos péptidos sintéticos a la biología de los organismos vivos. El artículo de Nature incluye además de a Gellman y Weisblum a Emilie A. Porter, Xifang Wang y Hee-Seung Lee, todos ellos de UW-Madison. La investigación ha sido sufragada inicialmente por la Fundación Nacional para la Ciencia (National Science Foundation) y más recientemente por los Institutos Nacionales de la Salud (National Institutes of Health). El grupo de Gellman ha solicitado una patente de los péptidos sintéticos a través de la Fundación para la Investigación de Alumnos de Wisconsin (WARF), una organización privada y no lucrativa que gestiona la propiedad intelectual en representación de la facultad UW-Madison y su personal. Más información:
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