Diseñan macromolécula que sería “el terror” de bacterias clínicas y hospitalarias

El mundo de las bacterias es de nunca acabar: hay de todos los tipos, presentaciones y formas imaginables, hay tanto “buenas” como “malas”, y básicamente están presentes en todo lo que nos rodea, incluso en nosotros mismos.

Foto: Héctor Manuel Pineda Castañeda, doctor en Química de la UNAL.

La temible macromolécula disminuyó el crecimiento de cepas bacterianas de Escherichia coli y Staphylococcus aureus, que afectan clínicas y hospitales debido a su resistencia antibiótica, a concentraciones de entre 13 y 52 micromolar (μM), lo cual no se había reportado antes para una molécula de este tipo. Científicos lograron sintetizarla a partir de la unión entre: las secuencias de aminoácidos (péptidos) provenientes de proteínas tanto de la leche como del tejido estomacal del sapo asiático, y del resorcinareno, una molécula diseñada en laboratorio.

El mundo de las bacterias es de nunca acabar: hay de todos los tipos, presentaciones y formas imaginables, hay tanto “buenas” como “malas”, y básicamente están presentes en todo lo que nos rodea, incluso en nosotros mismos.

Hoy ya no es suficiente la acción que tienen los antibióticos sobre cepas que pueden producir enfermedades, como por ejemplo en algunas de E. coli, presentes en alimentos en mal estado o en aguas contaminadas, causantes de diarreas y cólicos estomacales.

Un estudio realizado por el Sistema Mundial de Vigilancia de la Resistencia a los Antimicrobianos, respaldado por la Organización Mundial de la Salud, demostró la resistencia bacteriana a antibióticos de hasta un 82 % en muestras de 500.000 personas de 22 países que tenían sospecha de tener infecciones de estas cepas patógenas. Además, en 2013 un informe de la misma institución ya había alertado que 2 millones de personas en Estados Unidos habían sufrido infecciones por patógenos resistentes, y al menos 23.000 habían muerto.

El investigador Héctor Manuel Pineda Castañeda, doctor en Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), con la guía de los profesores Zuly Jenny Rivera y Mauricio Maldonado Villamil, del Departamento de Química, diseñó una familia de moléculas capaz de mejorar la acción antibacteriana –incluso antifúngica– en laboratorio, para que a futuro se pueda implementar como un potencial fármaco en clínicas y hospitales, disminuyendo así su incidencia e impacto negativo.

Para ello trabajó con los grupo de investigación Síntesis y Aplicación de Moléculas Peptídicas, y Aplicaciones Analíticas de Compuestos Orgánicos, con el fin de establecer en esta molécula una estructura de dendrímero, algo así como como un árbol con muchas ramas que cada vez se van haciendo más grandes, así es su forma, y en este experimento resulta fundamental, porque son las partes que funcionan como vehículo de las secuencias de aminoácidos de la leche y del tejido estomacal del sapo asiático.

Pero aún le faltaba una pieza de este lego molecular, y era la molécula que le diera forma al dendrímero, por lo que el investigador puso su atención sobre los resorcinarenos, que son de origen sintético, es decir producidos en laboratorio, y que investigadores de la UNAL ya habían diseñado y modificado para su unión con otras moléculas.

Además se apoyó en los aportes de los Nobel de Química 2022, un grupo de investigadores de Estados Unidos y Dinamarca que mejoró un interesante método para hacer más sencilla, precisa y rápida la reacción entre moléculas, generando enlaces químicos de manera tan práctica como hacer un clic, de ahí su nombre: química clic. Esta ha representado un boom para las investigaciones que buscan generan nuevos fármacos.

Según el investigador, la metáfora de los legos parece ser la más adecuada para entender bien el proceso, pues estas fichas tienen agujeros en los que se unen de manera selectiva, como ocurriría con los enlaces químicos.

Lo que se buscaba en el proyecto era unir las secuencias peptídicas a la molécula de resorcinareno, en una fusión que generara una macromolécula capaz de acabar con el crecimiento tanto de E. coli y S. aureus como de cepas del hongo Candida spp.,este último ensayo apoyados por investigadores de la Pontificia Universidad Javeriana.

Y así fue: en el laboratorio se sintetizó y se puso a prueba con resultados que superan con creces los reportados, y que en el experimento se compararon con la acción de medicamentos utilizados hoy. Se hicieron 6 concentraciones distintas de esta macromolécula y se encontró que el crecimiento microbiano disminuyó a rangos que iban desde los 13 hasta los 52 μM.

“Este es un hallazgo prometedor porque se trabajó con cepas aisladas en un hospital de Bogotá, lo cual demuestra el potencial que tiene la macromolécula para incidir en este problema de salud pública, y en donde la resistencia bacteriana a los antibióticos es alarmante”, asegura el doctor Pineda.

Añade que “la unión entre las secuencias peptídicas y la molécula de resorcinareno no se había realizado antes, por lo que es pionera en este campo, y de hecho es difícil de lograr por el tamaño de las moléculas y las condiciones de purificación para obtener lo deseado. Sin embargo, en la investigación se consiguió una pureza mayor al 80 %, lo que indica que la reacción se hizo de manera precisa y localizada en el reactor.

Más información: agencianoticias@unal.edu.co

Contenido elaborado por Universidad Nacional de Colombia*

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