Antibióticos inteligentes seleccionan sus objetivos

Investigadores de la Rockefeller University programan enzimas para atacar microbios resistentes a los medicamentos convencionales

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El cuerpo humano está poblado por multitud de microbios, cuyas consecuencias son a veces buenas (reciclando nutrientes o formando parte de nuestro microbioma) y otras, malas, provocando infecciones o enfermedades. Cuando esto ocurre, nuestra única defensa son, a grandes rasgos, los antibióticos tradicionales, que por sistema arrasan con todo tipo de microbios, buenos o malos.

Ahora, investigadores de la Rockefeller University están trabajando en un antibiótico más inteligente. Como publicaron ayer en la revista Nature Biotechnology, el equipo describe una técnica para programar antibióticos y que se dirijan selectivamente a los malos, en particular, los que albergan genes de resistencia a antibióticos, mientras deja sin aniquilar a los microbios inocentes.

"En los experimentos, tuvimos éxito en la instrucción de una enzima bacteriana, conocida como Cas9, para apuntar a una secuencia particular de ADN y cortarlo", dice Luciano Marraffini, jefe del laboratorio de bacteriología de la RU e investigador principal. "Este enfoque selectivo deja intacta a la comunidad microbiana sana, y nuestros experimentos sugieren que, al hacerlo, se puede mantener la resistencia bajo control y prevenir ciertos tipos de infecciones secundarias, lo que elimina dos riesgos graves asociados con el tratamiento con antibióticos clásicos".

Problemas de salud pública

El nuevo enfoque podría, por ejemplo, reducir el riesgo de C. diff, una infección grave del colon causada por la bacteria Clostridium difficile, que se asocia con la ingesta prolongada de antibióticos y es una creciente preocupación de salud pública.

La enzima Cas9 es parte de un sistema de defensa que las propias bacterias utilizan para protegerse contra los virus, conocido como sistema CRISPR. Estos sistemas contienen secuencias genéticas únicas, llamadas espaciadores, que corresponden a las secuencias de los virus. Las enzimas asociadas a este sistema, como Cas9, utilizan estas secuencias espaciadoras como guías para identificar y destruir a los invasores.

Los investigadores fueron capaces de dirigir la Cas9 a objetivos de su elección mediante secuencias de ingeniería para que coincidiera con los genes bacterianos. El estudio "puso de manifiesto que si Cas9 se programa con el objetivo de un genoma bacteriano, matará a las bacterias. Sobre la base de ese trabajo, se seleccionaron secuencias guía que nos permitieron matar selectivamente a una cepa particular de microbio dentro de una población mixta" explica David Bikard, primer autor del trabajo que ahora trabaja en el Instituto Pasteur de París.

Experimentos con estafilococos

En los experimentos, realizados en colaboración con el Laboratorio de Patogénesis Bacteriana e Inmunología de la universidad, Bikard y sus colegas se centraron en una cepa de Staphylococcus aureus, una bacteria común de la piel y las vías respiratorias, que es resistente al antibiótico kanamicina. Los primeros tratamientos con Cas9 programado lograron acabar con la mayoría de los estafilococos resistentes, dejando inmune a una parte de bacterias que eran susceptibles a la kanamicina.

A pesar de los prometedores resultados, Marraffini ha advertido de que el sistema necesita mejoras antes de que esta tecnología puede ser utilizada para desarrollar una nueva clase de antibióticos.

Pero, además de su potencial como una nueva arma contra los microbios resistentes a los medicamentos, este nuevo sistema también podría utilizarse para avanzar en la investigación sobre las poblaciones de microbios en el cuerpo humano, de las que todavía se sabe muy poco. "Hay enormes comunidades microbianas en el cuerpo humano," dice Marraffini, "y estas enzimas programables Cas9 pueden hacer posible el análisis de estas poblaciones mediante la eliminación de sus miembros, uno por uno, y el estudio de los efectos".

Publicado por A.V. | MADRID @BAJOELBILLETE




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