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Un equipo científico internacional ha descubierto, por primera vez, el mecanismo que permite que los antibióticos β-lactámicos produzcan la muerte de Staphylococcus aureus resistente a la meticilina. Estos fármacos provocan la aparición de agujeros en la pared celular, que se agrandan durante la etapa de crecimiento hasta producir el colapso de esta y, como consecuencia, la muerte de la bacteria.
Una investigación, dirigida por la Universidad de Sheffield (Reino Unido), revela que los antibióticos β-lactámicos matan al Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM) al crear agujeros en su pared celular. El crecimiento de estos conlleva el colapso de la pared celular y la muerte de la bacteria. El hallazgo se publica hoy en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
La meticilina es un tipo de penicilina –antibiótico β-lactámico– eficaz en el tratamiento de las infecciones producidas por Staphylococcus aureus, una bacteria que habita tanto en las mucosas como en la piel de los seres humanos y que produce una amplia gama de enfermedades.
“La penicilina y otros antibióticos de su clase han sido un elemento central de la sanidad humana durante más de 80 años y han salvado más de 200 millones de vidas. Sin embargo, su uso está gravemente amenazado por la propagación mundial de la resistencia a los antimicrobianos”, explica Simon Foster, profesor de microbiología molecular en la universidad británica.
Hasta ahora, se sabía que los antibióticos β-lactámicos actuaban impidiendo el crecimiento de la pared celular, pero la forma exacta en la que propiciaban la muerte de la bacteria era un misterio.
Según los autores, estos fármacos provocan la formación de pequeños agujeros en la pared celular de SARM, que se agrandan gradualmente como parte de los procesos asociados al crecimiento, lo que finalmente produce la muerte de la bacteria. Los científicos también identificaron algunas de las enzimas que intervienen en la formación de estos agujeros.
Ahora pretenden aprovechar este conocimiento para crear nuevas terapias contra las superbacterias resistentes a los antibióticos. “Este hallazgo nos ayuda a comprender cómo funcionan los antibióticos existentes y facilita el desarrollo de nuevos tratamientos que hagan frente a la pandemia mundial de la resistencia antimicrobiana”, afirma el experto.
Gracias al mayor conocimiento y comprensión del funcionamiento de las enzimas, los autores también demostraron la eficacia de una nueva terapia combinada contra S. aureus.
Para llevar a cabo este estudio, el equipo trabajó con un modelo sencillo de cómo se expande la pared celular bacteriana durante el crecimiento y la división, y estableció una hipótesis sobre lo que ocurre cuando esto es inhibido por antibióticos como la penicilina. Las predicciones de este modelo se probaron mediante una combinación de enfoques moleculares, incluida la microscopía de fuerza atómica de alta resolución.
En el trabajo, además de la Universidad de Sheffield, han participado grupos de la Universidad de Xiamen (China), la Universidad de Masaryk (República Checa) y la Universidad de McMaster (Canadá).
El primer uso documentado de la penicilina como terapia data de 1930 y fue llevado a cabo en Sheffield por Cecil George Paine, miembro del Departamento de Patología de la universidad británica.
Paine trató una infección ocular en dos bebés con un filtrado crudo de un moho que producía penicilina y que le había facilitado su profesor, Alexander Fleming, mientras estudiaba en la Facultad de Medicina del Hospital St Mary de Londres.
Referencia:
Salamaga et al. “Demonstration of the role of cell wall homeostasis in Staphylococcus aureus growth and the action of bactericidal antibiotics”. PNAS. 2021. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2106022118
Los resultados proporcionan una información crucial para el desarrollo de vacunas y tratamientos, ya que ayuda a identificar posibles proteínas útiles para el control de las enfermedades infecciosas.
Este experto en mecánica celular acabó trabajando en este campo casi por casualidad. Ahora, es uno de los científicos más reconocidos en este ámbito. Pere Roca-Cusachs ha recibido una ayuda Avanced Grant del Consejo Europeo de Investigación para encontrar terapias y métodos de diagnóstico frente a distintos tipos de cáncer y enfermedades como la fibrosis, basadas en los últimos hallazgos de su laboratorio.
