Científicos desarrollan antibióticos sintéticos que podrían salvar millones de vidas
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
Científicos de la Universidad de Liverpool han dado un paso significativo para desbloquear el potencial médico de una nueva clase de potente antibiótico capaz de matar «superbacterias» incluyendo MRSA sin resistencia detectable.
Los investigadores han desarrollado versiones sintéticas simplificadas de la molécula teixobactin, utilizada por las bacterias productoras para matar otras bacterias en el suelo.
Han desarrollado y probado una biblioteca única de versiones sintéticas del «cambio de juego» antibiótico, que optimiza las características clave del fármaco para mejorar su eficacia y seguridad, además de permitir que se produzca a escala de forma económica.
Investigación pionera
El investigador principal, el Dr. Ishwar Singh, dijo: » Introducir diversidad sintética para generar la biblioteca de teixobactinas sintéticas es importante para superar las altas tasas de fallas asociadas con las próximas etapas del desarrollo de fármacos».
Este trabajo se basa en la investigación pionera del Dr. Singh, un experto en antimicrobianos. descubrimiento y desarrollo de fármacos y química médica en el Centro de Excelencia en Investigación de Enfermedades Infecciosas (CEIDR) de Liverpool. Los últimos resultados se lograron como parte de un proyecto de Iniciativa de Investigación de Pequeñas Empresas (SBRI), financiado por el Departamento de Salud y Atención Social. Este programa fue entregado por Innovate UK en nombre de DHSC, con el objetivo de crear cinco compuestos principales para uso futuro en la batalla contra la resistencia a los antimicrobianos (AMR).
La investigación ha demostrado que las teixobactinas sintéticas simplificadas matan a una amplia gama de bacterias tomadas de pacientes humanos, donde los antibióticos actuales fallan. También erradicaron con éxito el MRSA en ratones y se descubrió que se acumulaba en los sitios de infección durante hasta 24 horas en cantidades mayores que las necesarias para matar a las superbacterias.
Esto sugiere que en el futuro, los pacientes pueden ser tratados solo con una dosis de teixobactin por día para infecciones bacterianas resistentes sistémicas potencialmente mortales. Se ha descubierto que las teixobactinas sintéticas son robustas y estables a temperatura ambiente durante años, por lo que no necesitan una cadena de frío para su distribución y almacenamiento, por lo que tienen potencial para combatir infecciones bacterianas resistentes en diferentes entornos clínicos a nivel mundial.
Mejorando eficacia y seguridad
Dr. Singh también ha identificado diseños y métodos para «ampliar» de forma económica antibióticos viables basados en teixobactina natural, que antes eran prohibitivamente caros. Al cambiar ciertos aminoácidos en la molécula por alternativas comercialmente disponibles de bajo costo, el costo de los materiales se ha reducido en más de 2000 veces, al tiempo que mejora la eficacia y la seguridad. Los investigadores desarrollaron una síntesis en fase sólida altamente eficiente utilizando la automatización, acelerando un solo paso de acoplamiento de 30 horas a solo 10 minutos con altos rendimientos.
Además, el equipo optimizó la preparación para aumentar el rendimiento de 30 mg a 1 g escala y más allá. El proceso ahora se puede adaptar para aplicaciones de hasta 1 kg de escala o más, simplemente aumentando la escala y el tamaño del reactor. La escalabilidad es un componente clave importante para que la producción comercial alcance el potencial terapéutico de las teixobactinas sintéticas.
‘Última línea de defensa’ contra las superbacterias
Dr. Singh dijo: «Nuestra motivación es adaptar la molécula de teixobactina natural y hacerla apta para el uso humano. Este es un viaje. A través de este proyecto, hemos demostrado que podemos fabricar moléculas sintéticas a bajo costo y con alta seguridad, lo que potencialmente mata la bacterias resistentes en ratones. La ventaja de la diversidad sintética es que podemos seleccionar o deseleccionar propiedades y modificar moléculas para impactar la potencia y otras cualidades similares a las de los medicamentos. Nuestro objetivo final es tener una cantidad de medicamentos viables de nuestra plataforma modular de teixobactina sintética que puede usarse como una ‘última línea de defensa’ contra las superbacterias para salvar vidas que actualmente se pierden debido a la AMR.
«Nuestros próximos pasos serán centrarnos en el beneficio central de la teixobactina sintética para superar la resistencia a múltiples fármacos bacterias en diferentes modelos de enfermedades, proceso de ampliación, seguido de pruebas de seguridad, que, si tienen éxito, podrían usarse en hospitales como un nuevo medicamento en investigación y convertirse en un fármaco apto para t Tratar infecciones bacterianas resistentes en humanos a nivel mundial. Trabajaremos con colegas de CEIDR que tienen experiencia en antimicrobianos desde el descubrimiento de fármacos hasta la clínica, para desarrollar teixobactinas sintéticas en fármacos viables».
El profesor William Hope, director de CEIDR, dijo: «Se necesitan con urgencia nuevos antibióticos para abordar las necesidades médicas no satisfechas relacionadas con múltiples bacterias extremadamente resistentes a los medicamentos. Las infecciones debidas a estas superbacterias comprometen los resultados del tratamiento para muchos pacientes. Las teixobactinas tienen el potencial de brindar nuevas y valiosas opciones terapéuticas para los pacientes en todo el Reino Unido y en todo el mundo».
A la vanguardia de los avances científicos
El secretario de Salud y Atención Social, Sajid Javid, dijo: «Es fantástico ver un trabajo tan innovador como este en el Reino Unido, otro claro ejemplo de que este país está a la vanguardia de los avances científicos que pueden beneficiar a las personas en todo el mundo.
«La creciente ola de resistencia a los antimicrobianos amenaza el futuro de la medicina moderna, con las infecciones actualmente tratables volviéndose intratables y los procedimientos médicos de rutina, como las cesáreas, cada vez menos seguros.
«Continuar desarrollando nuevos medicamentos es fundamental para garantizar que este riesgo no se convierta en realidad y es por eso que estos resultados son muy alentadores».
‘Encantado’ con los resultados
El Dr. Phil Packer, líder de innovación para AMR y vacunas en Innovate UK, dijo: «Este ha sido un proyecto excelente y esperamos sinceramente que este trabajo continuará y llegará mucho más lejos. Se están produciendo muchos desarrollos en el espacio AMR, sin embargo, gran parte se centra en modificar clases de moléculas existentes. Esto es útil a corto plazo, pero estas moléculas de andamiaje ya son familiares para las bacterias, lo que hace más probable el desarrollo de resistencia contra estas moléculas. Hay una falta en la tubería AMR para nuevas clases de antibióticos, que es donde encaja este proyecto.
«Estamos encantados con los resultados, que han validado la promesa de la teixobactina sintética para combatir las infecciones bacterianas resistentes cuando se usa actualmente los antibióticos fallan. Esperamos seguir este viaje de cerca en el futuro».
Una revisión de AMR encargada por el gobierno del Reino Unido predijo que para 2050, 10 millones de personas adicionales sucumbirán a infecciones resistentes a los medicamentos cada año. Además, se cree que COVID-19 está acelerando la amenaza global de la resistencia a los antimicrobianos, ya que muchos pacientes infectados ingresados en el hospital reciben antibióticos para controlar las infecciones bacterianas secundarias. Un mayor uso de antibióticos conduce a un aumento de la resistencia bacteriana. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos antibióticos que puedan usarse como último recurso cuando otros medicamentos son ineficaces es un área de estudio crucial para los investigadores de la salud en todo el mundo.
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