Cómo «matar de hambre» a las bacterias que causan tuberculosis y cáncer de estómago

Investigadores del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares de la Universidad de Santiago (CIQUS) han descrito las claves para «matar de hambre» a una enzima crucial en la proliferación de dos bacterias patógenas muy importantes, la Mycobacterium tuberculosis –causante de la tuberculosis– y la Helicobacter pylori –responsable de la úlcera gástrica y duodenal, y promotor del cáncer de estómago–.

El grupo de investigación liderado por Concepción González-Bello ha ideado una forma de «engañar» a estas bacterias, publicada en la revista ACS Chemical Biology, que consiste en evitar el normal funcionamiento de una de las enzimas que necesitan para sobrevivir.

Para ello se han diseñado compuestos muy parecidos a los que utiliza habitualmente la bacteria pero que evitan que esta funcione con normalidad. Este método impide la producción de nutrientes esenciales para la vida de la bacteria, que finalmente «muere de hambre».

Una gran ventaja de adoptar esta estrategia es que así sería muy difícil para la bacteria generar resistencia al antibiótico. Además los animales no poseen esta enzima, por lo que los investigadores esperan que estos compuestos no tengan efectos perjudiciales en el ser humano.

Para su diseño, los autores utilizan diversos programas informáticos que les permiten prever de antemano su efecto sobre la enzima, lo que facilita escoger aquellos compuestos que a priori serían los más efectivos, para a continuación prepararlos en el laboratorio y finalmente ensayarlos.

El grupo ha logrado además obtener datos reales del proceso gracias a la resolución, mediante técnicas de rayos X, de las diversas estructuras interaccionando con la enzima, lo que supone una fotografía atómica. Esto ha permitido demostrar la idea inicial y continuar así con el proceso de optimización de los citados compuestos.

Para los expertos, la prevalencia de la tuberculosis y de infecciones con Helicobacter pylori, junto al creciente problema de la resistencia a los antibióticos, provocan un gran interés, académico y de la industria farmacéutica, en desarrollar estrategias más eficaces en el desarrollo de fármacos activos para combatir las infecciones bacterianas.

Alta prevalencia

La tuberculosis es una infección pulmonar altamente contagiosa y una de las primeras causas de mortalidad en el mundo, de hecho se calculan casi dos millones de muertes por año y se estima que aproximadamente un 10% de las personas infectadas con la bacteria desarrollarán la enfermedad en algún momento.

Por su parte, las personas infectadas con Helicobacter pylori tienen el riesgo de desarrollar cáncer de estómago. Se estima que esta bacteria afecta hoy al 50 % de la población mundial, y aunque esto no supone padecer la enfermedad preocupa enormemente que, cada vez más, las cepas desarrollen mecanismos para luchar contra los antibióticos, de forma que se vuelven resistentes a ellos. Por ejemplo, en el sur de Europa el número de casos de cepas resistentes se ha incrementado un 20 %, y en ciertas regiones de EE UU ha llegado al 30 %.

Referencia bibliográfica:

Emilio Lence, Lorena Tizón, José M. Otero, Antonio Peón, Verónica F. V. Prazeres, Antonio L. Llamas-Saiz, Gavin C. Fox, Mark J. van Raaij, Heather Lamb, Alastair R. Hawkins y Concepción González-Bello. “Mechanistic Basis of the Inhibition of Type II Dehydroquinase by (2S)- and (2R)-2-Benzyl-3-dehydroquinic Acids”. ACS Chem. Biol., 2013, 8 (3), pp 568–577. DOI: 10.1021/cb300493s