Sincrotrón ALBA
Un estudio, seleccionado en la portada del número de abril de la revista Nature Chemical Biology, ha diseñado un compuesto que impide la activación de la resistencia en la bacteria ‘Staphylococcus aureus’. Este hallazgo, probado en ratones, representa un avance significativo en la lucha contra las infecciones por este patógeno, que presenta con una altísima incidencia hospitalaria. La investigación, liderada por el Instituto de Química Física Blas Cabrera, del CSIC, y la Universidad de Notre Dame (EUA), ha contado con datos obtenidos en la línea de luz XALOC del Sincrotrón ALBA.
Un equipo del Instituto de Química Física Blas Cabrera (IQF-CSIC) y de la Universidad de Notre Dame (Indiana, EUA) ha identificado un compuesto que bloquea la capacidad de la bacteria Staphylococcus aureus para sobrevivir a los antibióticos.
Este patógeno está considerado como una superbacteria debido a su capacidad para desarrollar mecanismos que le permiten esquivar la acción de múltiples antibióticos, un fenómeno que se conoce como resistencia, y que dificulta el tratamiento de las infecciones que causa, que van desde afecciones cutáneas hasta neumonías y septicemias, algunas de ellas potencialmente mortales.
En particular, las cepas de Staphylococcus aureus resistentes al antibiótico meticilina (MRSA, por sus siglas en inglés) son especialmente problemáticas porque han extendido su resistencia a una amplia gama de antibióticos, lo que hace que sean difíciles de combatir, especialmente en entornos hospitalarios.
Este nuevo compuesto, ahora sintetizado y denominado compuesto 4, basado en bencimidazol, utilizado habitualmente para combatir parásitos gastrointestinales y hongos, ha sido seleccionado entre 11 millones de moléculas candidatas por su capacidad para bloquear una proteína clave de este patógeno, denominada BlaR1, que pone en marcha el mecanismo que inactiva a los antibióticos utilizados para combatirla.
La combinación del compuesto 4 junto con los antibióticos oxacilina y meropenem se ha mostrado eficaz para bloquear el mecanismo de resistencia de la bacteria y acabar con la infección en modelos de ratón, validando así la potencialidad de esta estrategia terapéutica innovadora como modelo para desarrollar terapias similares frente a otras bacterias resistentes.
Cristalografía de rayos X en el Sincrotrón ALBA
Línea de luz XALOC, Sincrotrón ALBA
Un aspecto destacado de este trabajo, en el que ha participado el grupo de Juan Hermoso, del IQF-CSIC, es la utilización de la cristalografía de rayos X en la línea de luz XALOC del Sincrotrón ALBA. Los rayos X de luz de sincrotrón generados en el acelerador del ALBA han hecho posible determinar la estructura de la proteína BlaR1 unida al compuesto inhibidor. Este análisis estructural reveló que el compuesto 4 se une al sitio activo de BlaR1, proporcionando información crucial sobre el mecanismo de acción del inhibidor y orientando el futuro diseño de terapias dirigidas.
El equipo de investigación ha llegado a una etapa preclínica testando el compuesto 4, después de comprobar que funciona en 40 cepas de Staphylococcus aureus resistente y de probarlo en ratones, donde se ha mostrado muy eficaz. “El siguiente paso sería pasar a la etapa clínica, donde ya se puedan hacer desarrollos en humanos y mejorar las propiedades farmacocinéticas”, explica Juan Hermoso.
Este hallazgo representa un avance significativo en la lucha contra las infecciones por cepas MRSA, ya que ofrece una vía para reutilizar antibióticos β-lactámicos como la penicilina, previamente ineficaces contra estas cepas multirresistentes, ampliando las opciones terapéuticas disponibles. Esto permitiría mejorar los resultados clínicos en pacientes afectados por estas infecciones difíciles de tratar y reduciría la necesidad de usar antibióticos de último recurso, como vancomicina o linezolid, lo que ayuda a mantener su eficacia y a reducir los costes del tratamiento.
La resistencia a los antibióticos es una de las principales amenazas para la salud pública a nivel mundial y compromete la capacidad de prevenir y tratar enfermedades infecciosas, poniendo en riesgo procedimientos médicos como intervenciones quirúrgicas y aumentando la mortalidad, según advierte la Organización Mundial de la Salud. En Europa, MRSA es una de las principales causas de infecciones hospitalarias que generan complicaciones graves. Se estima que alrededor del 10% de las infecciones hospitalarias en la región están causadas por esta bacteria resistente. En Estados Unidos, el problema es igualmente alarmante, con más de 119.000 casos de infecciones en 2017 y más de 20.000 muertes anuales relacionadas con este patógeno.
La línea de luz XALOC se ha actualizado recientemente con la adquisición de nueva instrumentación que permite a los usuarios preparar mejor sus experimentos. Estas inversiones han sido posibles gracias a la subvención ICTS2022, financiada por el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia en el marco de NextGenerationEU.