Nueva forma de probar antibióticos podría conducir a mejores medicamentos

Un estudio encuentra que la respuesta bacteriana a los medicamentos varía en diferentes ambientes.

Ana Trafton | Oficina de noticias del MIT

Investigadores del MIT y la Universidad de Harvard han diseñado  células de E. coli  que se pueden usar para estudiar cómo las bacterias en un sitio de infección responden al tratamiento con antibióticos, lo que permite a los científicos aprender más sobre cómo funcionan los antibióticos existentes y ayudarlos potencialmente a desarrollar nuevos medicamentos.

En el nuevo estudio, que aparece en la edición del 31 de agosto de  Cell Host and Microbe , los investigadores encontraron evidencia de que algunas hipótesis existentes sobre cómo las bacterias responden a los antibióticos no son correctas.

“Nuestro estudio muestra que el uso de organismos modificados puede brindarle una ventana a los sitios de infección y ampliar nuestra comprensión de lo que realmente están haciendo los antibióticos. Este trabajo indica que algunas de nuestras suposiciones pueden estar equivocadas”, dice James Collins, profesor Termeer de Ingeniería y Ciencias Médicas en el Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas (IMES) y el Departamento de Ingeniería Biológica del MIT y autor principal del estudio.

La autora principal del artículo es Laura Certain, miembro clínico del Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada de Harvard.

Bacterias de ingeniería

Gran parte de la investigación en el laboratorio de Collins se enfoca en tratar de entender cómo funcionan los antibióticos, con la esperanza de diseñar medicamentos más efectivos. Para el nuevo estudio, Collins quería aplicar la biología sintética, la construcción de circuitos genéticos novedosos en células vivas, para diseñar bacterias que pudieran usarse para estudiar antibióticos e infecciones.

Lee mas  Sorprendente descubrimiento vincula el sabor amargo con la capacidad del oído interno para sentir el equilibrio

La mayoría de los estudios sobre cómo funcionan los antibióticos se realizan con células bacterianas cultivadas en una placa de laboratorio. Sin embargo, Collins y Certain sospecharon que los efectos de estos medicamentos podrían ser diferentes en los animales vivos porque ese entorno, incluidos los nutrientes disponibles y otras condiciones, es muy diferente de una placa de laboratorio.

Para permitirles estudiar los antibióticos en condiciones más realistas, los investigadores diseñaron una cepa de  la bacteria E. coli  que expresa un “interruptor de palanca” genético que cambia solo bajo ciertas condiciones. Dichos interruptores se pueden incorporar a las bacterias para permitirles registrar eventos como la exposición a una sustancia química.

En este caso, los investigadores diseñaron las bacterias para revelar si se estaban dividiendo o no, lo que les permitió explorar cómo los antibióticos afectan a las células en cualquier estado. Estudios previos realizados en bacterias cultivadas en un plato de laboratorio han encontrado que la mayoría de los antibióticos funcionan mejor en las células que se están dividiendo, mientras que las células que no se replican son mucho más difíciles de matar.

Los investigadores administraron la bacteria a ratones junto con un pequeño implante ortopédico, para imitar las infecciones que a menudo ocurren en los sitios de los implantes médicos. Luego, los ratones fueron tratados con el antibiótico levofloxacino. Antes y después del tratamiento, se extrajeron las células y se trataron con ATC, una molécula que activa el interruptor de palanca, pero solo en las células que se están replicando.

Los científicos han planteado la hipótesis de estudios anteriores de que las infecciones crónicas generalmente consisten en gran parte en bacterias que no se dividen. Sin embargo, en este estudio, los investigadores encontraron que antes del tratamiento con antibióticos, aproximadamente la mitad de las bacterias todavía se estaban dividiendo activamente.

Lee mas  Avance descubrimiento proporciona un rayo de esperanza para prevenir la ceguera

También encontraron que la levofloxacina parecía ser altamente y quizás incluso más efectiva contra las células que no se dividen, al contrario de lo que se ha visto en las células cultivadas en un plato. Los investigadores notaron que el porcentaje de células en replicación aumentó después del tratamiento, lo que sugiere que la levofloxacina no eliminó todas las células en replicación.

Otro hallazgo sorprendente contradijo la hipótesis de los científicos de que las infecciones persistentes crónicas que consisten en bacterias que no se dividen son altamente tolerantes a los antibióticos: descubrieron que las infecciones aún eran susceptibles a los antibióticos, cuando se administraban en dosis suficientemente altas.

Más para aprender

Collins dice que este estudio demuestra que hay mucho más para que los científicos aprendan sobre cómo funcionan los antibióticos, y sugiere que los organismos modificados podrían ser útiles para investigar más a fondo sus efectos.

“Esto va a desafiar a las personas a repensar lo que hacen los antibióticos en un sitio de infección”, dice Collins. “Creo que eventualmente estas herramientas de biología sintética también podrían ser bastante útiles en el desarrollo de antibióticos, para ver si los antibióticos están llegando a los patógenos de interés, qué tan efectivos son y qué están haciendo realmente en el sitio”.

Agrega que el interruptor de palanca genético podría transferirse fácilmente a otros tipos de bacterias y también podría diseñarse para probar otras características, como la forma en que las bacterias interactúan con las células inmunitarias en un sitio de infección. Este enfoque también podría usarse para estudiar biopelículas (láminas pegajosas de células bacterianas que pueden ser muy difíciles de eliminar) y otros patógenos como los hongos.

Lee mas  Primer paso en el desarrollo de vacunas basadas en píldoras

La investigación fue financiada por Paul G. Allen Frontiers Group, la Agencia de Reducción de Amenazas de Defensa y el Instituto Wyss.

Artículos Relacionados:

  • Gundry MD 24 Strain Probiotic Review 2022 – Probiótico para apoyo digestivo
  • Reseñas de Kiierr – Gorro láser 2022 para el crecimiento del cabello
  • Gundry MD Power Blues – Reseñas de suplementos de 2022 y guía de compra
  • Reseñas de Noxitril 2022: ¿funciona para el realce masculino o es una estafa?
  • Los mejores terapeutas holísticos cerca de mí 2022: 5 asesoramiento espiritual
  • Los mejores estetoscopios de 2022: reseñas de las 10 mejores marcas

Related Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published.