Los físicos determinan el mecanismo simple usado por las bacterias mortales para mantener lejos los antibióticos

Los físicos en la universidad de McMaster han determinado por primera vez un mecanismo simple usado por las bacterias potencialmente mortales para mantener lejos los antibióticos, un descubrimiento que está ofreciendo nuevos discernimientos en cómo los gérmenes se adaptan y se comportan en un nivel de detalle nunca visto antes.

Las conclusión, publicadas hoy en la biología de las comunicaciones de la naturaleza del gorrón, podían tener implicaciones en la batalla global contra resistencia antibiótico, habilitando el diseño de drogas mejores, más efectivas luchar la infección.

“Hay muchos, muchas bacterias ahí fuera, y tan muchos antibióticos, pero proponiendo un modelo básico que se aplica a muchos de ellos, podemos tener mucho mejor una comprensión en cómo abordar y predecir resistencia mejor,” dice Maikel Rheinstädter, profesor en el departamento de la física y de la astronomía en McMaster y el autor importante del estudio.

Investigadores examinados cómo las membranas de bacterias obraron recíprocamente con la polimixina antibiótico B (PmB), que es de uso general tratar infecciones de vías urinarias, meningitis, sangre e infecciones de aro.

Concentraron en PmB porque una vez era considerado la droga más fuerte de su clase, una línea de defensa pasada para los médicos cuando nada trabajó. Ese estado a prueba de averías entró en la pregunta en 2016, cuando los científicos chinos descubrieron un gen que permitió que las bacterias llegaran a ser resistentes incluso a las polimixinas.

“Quisimos descubrir cómo este las bacterias, paraba específicamente esta droga en este caso determinado,” dice Adree Khondker, estudiante universitario de las ciencias de la salud y primer autor en el estudio. “Si podemos entender eso, podemos diseñar mejores antibióticos.”

Empleando las técnicas usadas típicamente por los físicos para la investigación de los materiales, el equipo sumamente especializado usado las personas para mirar profundamente en la membrana bacteriana, capturando imágenes con una multa de la resolución podían ver tan las moléculas individuales en aproximadamente as/1,000,000o la anchura de un cabo del cabello humano.

“Si usted toma la célula bacteriana y agrega esta droga, los orificios formarán en la pared, actuando como un orificio-puncher, y matando a la célula. Pero había mucho discusión sobre cómo estos orificios fueron formados en el primer lugar.” explica Khondker.

Cuando estos antibióticos están trabajando correctamente, los investigadores saben que las leyes de la física orgánicas se aplican: porque la droga es positivo - cargado se atrae a negativo - bacterias cargadas. Al mismo tiempo, la membrana bacteriana está empleando una fuerza repulsiva mientras que tentativa repeler la droga.

Con proyección de imagen y simulaciones, los investigadores establecieron claramente qué parte del antibiótico entra en la membrana, donde entra y cómo penetra profundamente. Simularon estos procesos en calendarios del microsegundo con las computadores de gama alta del juego en su laboratorio.

Determinaron que cuando una bacteria ha llegado a ser resistente, su membrana son más rígidos y la carga es más débil, haciéndola mucho menos atractiva a la droga y más dura penetrar. “Para la droga, es como pasar de cortar Jello a cortar a través de roca.” Khondker dice.

“Ha habido mucha especulación sobre este mecanismo,” dice Rheinstädter. “Pero podemos probar por primera vez que la membrana es más rígida y el proceso está reducido.”

La Organización Mundial de la Salud (WHO) considera la aplicación la resistencia antibacteriana una amenaza global superior para la salud pública, amenazando a nuestra capacidad de tratar enfermedades infecciosas comunes, dando por resultado enfermedad, incapacidad y muerte prolongadas. Las 70.000 personas estimada mundiales mueren cada año de deformaciones drogorresistentes de las infecciones bacterianas, HIV/AIDS, tuberculosis y malaria.

Los expertos han advertido eso en 2050, el número de víctimas mortales anual planearán a 10 millones mundiales.