Estudio de tolerancia a antibióticos allana el camino para nuevos tratamientos
Imagen de microscopía electrónica de barrido de V. cholerae. Crédito: dominio público
Un nuevo estudio identifica un mecanismo que hace que las bacterias sean tolerantes a la penicilina y los antibióticos relacionados, hallazgos que podrían conducir a nuevas terapias que aumenten la eficacia de estos tratamientos.
La tolerancia a los antibióticos es la capacidad de las bacterias para sobrevivir a la exposición a los antibióticos, en contraste con la resistencia a los antibióticos, cuando las bacterias en realidad crecen en presencia de antibióticos. Las bacterias tolerantes pueden provocar infecciones que persisten después del tratamiento y pueden convertirse en resistencias con el tiempo.
El estudio en ratones, «Una vía multifacética de reparación y prevención de daños celulares promueve la tolerancia de alto nivel a los antibióticos betalactámicos», publicado el 3 de febrero en la revista EMBO Reports, revela cómo se produce la tolerancia, gracias a un sistema que mitiga la toxicidad del hierro en bacterias que han estado expuestas a la penicilina.
«Esperamos poder diseñar un fármaco o desarrollar adyuvantes antibióticos que básicamente eliminarían estas células tolerantes», dijo el autor principal Tobias Drr, profesor asistente de microbiología en el Instituto Weill de Biología Celular y Molecular en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida.
Co -los autores incluyeron a Ilana Brito, becaria de la facultad del Sesquicentenario de la familia Mong y profesora asistente en la Escuela de Ingeniería Biomédica Meinig en la Facultad de Ingeniería, y Lars Westblade, profesor asociado de patología y médico de laboratorio en Weill Cornell Medicine.
Algunas bacterias, incluida la bacteria modelo utilizada en el estudio, Vibrio cholerae, que causa el cólera en los humanos, son notablemente tolerantes a la penicilina y los antibióticos relacionados, conocidos como antibióticos betalactámicos. Se sabe desde hace mucho tiempo que los antibióticos betalactámicos descomponen las paredes celulares bacterianas, pero no se entendía bien cómo las bacterias sobreviven a la pérdida de sus paredes celulares.
En el estudio, los investigadores desarrollaron un V. cholerae mutante que carecía de un sistema de respuesta de reparación de daños de dos componentes que controla una red de genes que codifica diversas funciones. Sin el sistema, conocido como VxrAB, cuando los antibióticos dañan la pared celular, la transferencia de electrones a través de la membrana celular falla, lo que hace que los electrones terminen en las moléculas equivocadas. Esta mala dirección hace que el peróxido de hidrógeno se acumule en la célula, lo que cambia el estado de oxidación del hierro celular e interrumpe las señales para que la célula indique cuánto hierro tiene.
En presencia de peróxido de hidrógeno, las bacterias mutantes no puede sentir cuánto hierro se ha adquirido, y se comporta como si estuviera hambriento de hierro y busca adquirir más hierro. Si no se controlan, estas circunstancias causan toxicidad por hierro, que matará a la célula, según los experimentos que realizaron los investigadores. En pruebas adicionales con la bacteria V. cholerae mutante, tanto en tubos de ensayo como en ratones, los investigadores demostraron que la reducción de la entrada de hierro aumentaba la tolerancia de la bacteria a los betalactámicos.
Afortunadamente para la V. cholerae normal, la exposición a los antibióticos y la descomposición de las paredes celulares activan el sistema VxrAB, que funciona para reparar las paredes celulares y regula a la baja los sistemas de captación de hierro y, por lo tanto, crea tolerancia a los antibióticos. Se necesitan más estudios para comprender qué desencadena el sistema VxrAB en presencia de antibióticos betalactámicos.
La investigación abre la puerta para desarrollar nuevos medicamentos que podrían combinarse con antibióticos para explotar el daño oxidativo y la entrada de hierro en bacterias tolerantes. En trabajos futuros, los investigadores buscarán mecanismos paralelos de tolerancia en otros patógenos bacterianos.
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Pequeñas moléculas controlan la resistencia bacteriana a los antibióticos Más información: JungHo Shin et al. Una vía multifacética de reparación y prevención de daños celulares promueve una tolerancia de alto nivel a los antibióticos lactámicos, informa EMBO (2021). DOI: 10.15252/embr.202051790 Información de la revista: EMBO Reports
Proporcionado por la Universidad de Cornell Cita: El estudio de tolerancia a los antibióticos allana el camino para nuevos tratamientos (22 de febrero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-antibiotic-tolerance-paves-treatments.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.