Los investigadores investigan cómo el antibiótico producido por el microbiome mata a bacterias

Un equipo de investigación de las universidades de Tübingen y de Göttingen así como del centro alemán para la investigación de la infección ha investigado la manera de la acción de una nueva clase de antibióticos que es altamente efectiva contra patógeno multidrug-resistentes. Los supuestos fibupeptides empeoran el suministro de energía a la célula bacteriana, por lo tanto causando su muerte. Las conclusión de la investigación se han publicado recientemente en el gorrón Angewandte Chemie.

En 2016, en un estudio extensamente reconocido, un equipo de investigación de Tübingen llevó por profesor Andreas Peschel descubrió el primer fibupeptide. Es producido por el microbiome sí mismo y los científicos llamados lo lugdunin, nombrándolo después de las bacterias del lugdunensis del estafilococo que producen la substancia y residen en la mucosa de la nariz humana. Lugdunin tiene una estructura química inusual y por lo tanto constituye un prototipo potencial para totalmente una nueva clase de antibióticos. Entre otras cosas, es efectivo contra un tipo de bacterias meticilina-resistentes llamadas Staphylococcus-aureus (MRSA), que son determinado peligrosas para los seres humanos. Los temen determinado en los hospitales en donde apuntan a menudo a pacientes immunocompromised. Según un estudio publicado en las enfermedades infecciosas de The Lancet del gorrón en noviembre de 2018, aproximadamente 670.000 infecciones con los patógeno multidrug-resistentes con 33.000 muertes pacientes fueron registradas en la UE solamente en 2015.

Los investigadores ahora han sintetizado variaciones químicas del lugdunin y han determinado los elementos químicos estructurales responsables de sus efectos, que también dan las indicaciones de la manera del antibiótico de la acción. “Cada célula bacteriana requiere un supuesto potencial de la membrana para vivir,” explica el chelín. “Esto significa que un patógeno necesita diversas concentraciones de partículas electrónicamente cargadas en la célula comparada a sus alrededores exteriores. Fibupeptides como lugdunin puede transportar positivo - los iones hidrogenados cargados a través de la membrana y por lo tanto disipar este potencial de la membrana, dando por resultado una clase de punto muerto de la energía,” explican al investigador. Por lo tanto, los dados bacterianos de la célula.

Prueba de la estructura de la imagen de espejo

La subida de resistencia antibiótico es tratamiento cada vez más desafiador de infecciones bacterianas. Muchos de los nuevos antibióticos actualmente usados son solamente marginal diferentes a los antibióticos contra los cuales la multidrug-resistencia sabida existe ya. Puede apenas ser una cuestión de un rato del período corto para que estas nuevas drogas lleguen a ser ineficaz.

Por lo tanto, hay un interés enorme en nuevas estructuras antibióticos como lugdunin y en sus maneras de la acción.”

Stephanie Grond, profesor para la química orgánica y la investigación compuesta natural en la universidad de Tübingen

“Lugdunin tiene una estructura única,” ella explica, “consistiendo en un anillo de los bloques huecos del aminoácido (una estructura del péptido) con una ligazón característica incorporada del azufre-nitrógeno, llamada la tiazolidina, que se asemeja a un broche del ornamento (llamado “peroné” en latín). Esta es la razón por la cual han nombrado a esta nueva clase de agentes los fibu-péptidos. El anillo especial de la tiazolidina es una de las estructuras que son esenciales para el efecto antibacteriano.

Para determinar las estructuras responsables del efecto antibiótico de los lugdunin, las personas de investigadores sintetizaron los derivados numerosos del lugdunin, cambiando gradualmente partes de la estructura química y determinando la actividad antibiótico en cada paso. “En general, muchos de los antibióticos sabidos del péptido tienen efectos muy específicos,” explica el chelín de Nadine, “por ejemplo, su estructura les permite atar a las enzimas y cegar los caminos requeridos para desarrollar las nuevas células bacterianas.” Sin embargo, el lugdunin es diferente, pues una prueba con su estructura de la imagen de espejo ha mostrado.

“Una substancia y su estructura de la imagen de espejo se pueden pensar en como derecha y una mano izquierda. No son idénticas, apenas como una mano izquierda no ajustará en un guante derecho, y las substancias por lo tanto tienen diversos efectos en espacio,” el investigador explican. “Sin embargo, seguía habiendo el efecto antibiótico sin cambiar en una estructura químicamente sintetizada de la imagen de espejo del lugdunin. Podríamos por lo tanto eliminar que el efecto antibiótico está basado en acciones recíprocas espaciales.” Una falta de acciones recíprocas espaciales es ventajosa para evitar resistencia y no ha sido posible crear resistencia al lugdunin bajo condiciones del laboratorio hasta ahora.

Las juicios preclínicas y clínicas extensas se requieren aclarar si los fibupeptides se puedan utilizar como agentes terapéuticos del candidato en futuro. Los investigadores implicados se preponen descubrir si el lugdunin y las substancias relacionadas son de manera efectiva y seguros para el tratamiento de patógeno multidrug-resistentes. Las investigaciones se están realizando en el atado “microbios que controlan de la excelencia de Tübingen para luchar las infecciones”, iniciadas a principios de 2019, y otras redes.

Fuente:

Centro alemán para la investigación de la infección

Referencia del gorrón:

Grond, 2019) Lugdunin análogos sintetizados del S. y otros (revela los adornos estructurales esenciales para la capacidad del desplazamiento de la acción antimicrobiana y del protón. Angewandte Chemie. doi.org/10.1002/anie.201901589.