Crean moléculas híbridas germen-humanas para atacar bacterias resistentes a los fármacos

Aunque muchas infecciones pueden ser tratadas con antibióticos, la aparición de cepas de estafilococos resistentes a los fármacos ha creado la necesidad de una nueva forma de combatir estos patógenos

E.P. | 21 - Abril - 2017 15:00 h.

Inspirados por los virus que atacan y matan las bacterias, investigadores de la Universidad Rockefeller, en Nueva York, Estados Unidos, han creado un arma totalmente nueva contra las bacterias causantes de enfermedades que muestra una gran promesa para el tratamiento de infecciones resistentes a los medicamentos.

En su trabajo descrito en un artículo publicado en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', el equipo diseñó moléculas que logran algo que los virus hacen mucho mejor que el sistema inmune humano: dirigirse a moléculas de carbohidratos específicos que aparecen en las superficies de las células bacterianas.

"Los virus que infectan bacterias tienen moléculas que reconocen y se unen estrechamente a estos componentes comunes de la superficie de la célula bacteriana que el sistema inmune humano no consigue en gran medida. Hemos cooptado estas moléculas y las hemos puesto a trabajar ayudando al sistema inmunológico humano a luchar contra los patógenos microbianos", resume Vincent A. Fischetti, jefe del Laboratorio de Patogénesis e Inmunología Bacteriana de Rockefeller.

En experimentos con ratones, el equipo de Fischetti utilizó este método para tratar con éxito las infecciones que amenazan la vida por 'Staphylococcus aureus resistente a la meticilina' (SARM), una bacteria que es resistente a los antibióticos convencionales, lo que sugiere que pueden haber encontrado una nueva forma de combatir las superbacterias como ésta.

Al igual que las bacterias que causan enfermedades tratan de infectarnos, algunos virus se aprovechan de las bacterias y han desarrollado una habilidad aguda para atrapar penetrar la superficie externa o paredes de las bacterias, matando las células en el proceso. Lo hacen usando tijeras moleculares llamadas lisinas que se unen a carbohidratos específicos en las paredes celulares.

Por su parte, el sistema inmune humano tiene un punto ciego en los carbohidratos, ya que sólo produce anticuerpos que son particularmente buenos uniéndose a las proteínas en las paredes celulares bacterianas, etiquetando así las bacterias para su destrucción por las células inmunitarias. Pero cuando su objetivo es un carbohidrato, no una proteína, los anticuerpos humanos se quedan cortos.

Aún así, las lisinas y los anticuerpos comparten algunas similitudes en sus estructuras y eso dio a los investigadores una idea. "Anticuerpos y lisinas tienen dos componentes discretos, ambos poseen una parte que se une a su objetivo respectivo, pero mientras que el segundo componente de las lisinas corta la pared celular bacteriana, en los anticuerpos coordina una respuesta inmune", detalla Assaf Raz, investigador en el laboratorio de Fischetti que dirigió los experimentos.

"Esto nos permitió mezclarlos y combinarlos, juntando la pieza viral responsable de la fijación a un carbohidrato con la parte del anticuerpo que le dice a las células inmunes cómo responder", revela este experto. El equipo también miró a las bacterias mismas: al igual que los virus, las bacterias producen una molécula similar de unión a carbohidratos y de corte, que utilizan para alterar sus propias paredes celulares durante el crecimiento. Como hicieron con las lisinas, los científicos combinaron la región de unión de una de estas enzimas de remodelación con una pieza de anticuerpo humano.

Consiguen matar bacterias 'SARM'

Los investigadores llamaron a su creación "lisibodies", y realizaron tres tipos: dos derivados de virus y uno de bacterias. Todos fueron diseñados para matar 'Staphylococcus aureus', una bacteria común responsable de todo, desde infecciones cutáneas menores hasta neumonía y meningitis. Aunque muchas de estas infecciones pueden ser tratadas con antibióticos, la aparición de cepas de estafilococos resistentes a los fármacos, incluyendo una conocida como SARM, ha creado la necesidad de una nueva forma de combatir estos patógenos.

En experimentos, el equipo encontró que, como había esperado, los lisibodies se unieron a los carbohidratos en la superficie de 'Staph' e indujeron a las células inmunes a engullirlas y destruirlas. Dado que múltiples tipos de bacterias relacionadas pueden tener los mismos objetivos de carbohidratos, los lisibodies se agarraban a una variedad de cepas de 'Staph'. Como un beneficio añadido, uno incluso se enganchó a familiares más lejanos, incluyendo las bacterias responsables de infecciones de garganta estreptocócicas e infecciones del tracto urinario.

El tratamiento con un lisibody mejoró mucho la supervivencia de ratones infectados con SARM, mientras que el tratamiento con otro previno infecciones renales graves en los roedores. Debido a que casi todas las bacterias pueden estar infectadas por virus productores de lisina, se pueden producir lisibodies contra muchas bacterias patógenas.

Además, "basándose en nuestros resultados, puede ser posible utilizar no sólo lisinas, sino cualquier molécula con una alta afinidad hacia un objetivo en cualquier patógeno --ya sea virus, parásito u hongo-- para crear anticuerpos híbridos --señala Fischetti--. Este enfoque podría permitir desarrollar una nueva clase de terapias de inmunoterapia para enfermedades infecciosas".