lunes 30/11/20
Nueva generación

Venenos sanadores

Los venenos son una fuente de fármacos aún por explorar, mientras el mundo necesita con urgencia nuevos antibióticos que puedan con las bacterias resistentes. Una investigación utiliza veneno de avispa antimicrobiano, y ha resuelto su toxicidad
El péptido conseguido a través del veneno de la avispa consigue permeabilizar la membrana de las bacterias, de forma que otros fármacos actúan con mayor eficacia. RAMIRO
El péptido conseguido a través del veneno de la avispa consigue permeabilizar la membrana de las bacterias, de forma que otros fármacos actúan con mayor eficacia. RAMIRO

Convertir el veneno de avispa en nuevos antibióticos sintéticos es uno de los objetivos de las investigaciones que lleva a cabo el biotecnólogo César de la Fuente, que acaba de publicar en Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America un artículo en el que resume los avances que ha conseguido en este sentido. De la Fuente dedica buena parte de su trabajo a investigar nuevos medicamentos contra aquellas bacterias y patógenos que se han hecho resistentes sobre todo a los antibióticos conocidos, una resistencia que causará millones de muertes en los próximos años si no se avanza en la investigación de esta nueva generación de fármacos.

El trabajo que ahora publica, Reutilización de una toxina peptídica del veneno de avispa en antiinfecciosos con propiedades antimicrobianas e inmunomoduladoras duales, avanza los resultados obtenidos con las toxinas del veneno de insectos y artrópodos, que son ricas en antimicrobianos «y representan una fuente sin explotar de moléculas molde para el diseño de nuevos fármacos. En esta investigación, aprovechamos una estrategia de diseño racional secuencial para convertir un péptido altamente tóxico derivado del veneno de avispa en derivados sintéticos no tóxicos con propiedades similares a las drogas y antiinfecciosos en modelos animales preclínicos».

Moléculas derivadas del veneno como esta representan una nueva y emocionante fuente de antibióticos

El investigador, que inició su carrera investigadora en la Universidad de León, tras graduarse en la primera promoción de biotecnólogos en 2009; dirige el Departamento de Microbiología y Psiquiatría en la Universidad de Pensilvania, además de sumar numerosos premios y reconocimientos que destacan la labor de los científicos más jóvenes y prometedores. Insiste en que «se necesitan con urgencia nuevos antibióticos para combatir los patógenos resistentes a múltiples fármacos, y los venenos representan fuentes de nuevos fármacos sin explotar».

En el caso del trabajo publicado, se utilizó mastoparan-L, un principio activo tóxico derivado del veneno de la avispa Vespula Iewisii, en antimicrobianos sintéticos. «Diseñamos dentro de su N-terminal un motivo conservado entre péptidos naturales con potentes inmunomoduladores y antimicrobianos». El péptido resultante, mast-MO, mostró propiedades antibacterianas aumentadas «comparables a los antibióticos estándar de atención, tanto in vitro como en vivo; y potenció la actividad de diferentes clases de antibióticos».

Los venenos constituyen un tesoro de nuevos medicamentos potenciales, y necesitamos nuevos antibióticos

Los análisis muestran que el mast-MO «se dirige a las bacterias, permeabilizando rápidamente su membrana externa». En modelos animales «el péptido mostró una actividad antimicrobiana directa, condujo a una mayor capacidad para atraer leucocitos a la infección y fue capaz de controlar la inflamación».

Además los estudios de permutación redujeron la toxicidad restante de la sustancia hacia las células humanas, produciendo derivados con actividad antiinfecciosa en animales». En resumen, se ha diseñado una estrategia prometedora para reutilizar venenos en antimicrobianos.

farnaco

Los patógenos resistentes a múltiples fármacos son cada vez más prevalentes. ANTONIO LACERDA

«Lo cierto es que necesitamos con urgencia nuevos antibióticos para tratar el número cada vez mayor de infecciones resistentes a los medicamentos. Los venenos constituyen un tesoro de nuevos medicamentos potenciales, y aquí hemos convertido un péptido derivado del veneno en potentes antimicrobianos capaces de resolver infecciones que de otro modo serían letales en ratones. Se demuestra que el péptido actúa directamente sobre las bacterias al dirigirse a su membrana, mientras también modula la respuesta inmune al huésped y atenúa la inflamación no deseada». De la Fuente concluye que «moléculas derivadas del veneno como la que expone esta investigación representan una nueva y emocionante fuente de antibióticos».

Especialmente, señala el científico, en un momento en el que «la aparición de patógenos bacterianos resistentes a múltiples fármacos ha coincidido con una grave disminución del desarrollo y aprobación de nuevos fármacos antibacterianos. Por eso existe una necesidad urgente de desarrollar antibióticos eficaces frente a las bacterias resistentes a los medicamentos». Añade que las toxinas representan una fuente de posibles antimicrobianos. «Están contenidas en venenos, y han evolucionado a través del árbol de la vida en plantas, animales y microbios como parte de sus estrategias defensivas». Normalmente los venenos crudos contienen una amplia gama de diferentes toxinas peptídicas, «muchas de las cuales son de pequeño tamaño, fáciles de sintetizar, estructuralmente estables y de gran biodiversidad».

Prometedores

Por eso los péptidos antimicrobianos son «una clase prometedora de candidatos a antibióticos, se han encontrado en venenos y tienen un espacio de secuencia casi ilimitado y múltiples mecanismos de acción contra los microorganismos». Se trata, explica De la Fuente, de agentes que pueden presentar una actividad de espectro amplio o estrecho, con propiedades antimicrobianas e inmunomoduladoras rápidas, que les permiten actuar contra una variedad de microorganismos que incluyen bacterias, hongos, virus y parásitos. «Y es relevante para su potencial aplicación clínica que las bacterias expuestas desarrollan resistencia a un ritmo mucho menor que cuando se exponen a antibióticos convencionales».

Entre estos péptidos el trabajo ha investigado el mast-L, de la familia mastoparan, derivado del veneno de la avispa social Vespula Iewisii. «El uso de este péptido como terapéutico se ha visto obstaculizado por su perfil de toxicidad». El desarrollo realizado por el equipo de César de la Fuente ha utilizado «un diseño racional para aumentar las propiedades terapéuticas de mast-L, mientras se disminuye su citotoxicidad inherente. Mediante este enfoque, se generaron nuevos péptidos sintéticos antiinfecciosos que carecían de toxicidad y mostraban potentes actividades antimicrobianas e inmunomoduladoras en modelos animales de sepsis e infección cutánea clínicamente relevantes».

El resultado de la investigación es que es prometedor el horizonte que abre el diseño de péptidos derivados del veneno de la avispa, y en el caso del componente analizado está claro su potencial antimicrobiano, pero debe mejorarse para superar la de los antibióticos de tratamiento estándar, de cara a futuros ensayos clínicos.

De hecho, uno de los puntos de la investigación fue evaluar si el compuesto era capaz de interactuar sinérgicamente con diferentes clases de antibióticos de uso común. Se analizaron 12 antibióticos con diferentes mecanismos de acción contra tres cepas bacterianas, y posteriormente se seleccionaron cuatro antibióticos con actividad moderada a alta contra cada una de las cepas seleccionadas. El compuesto mostró interacciones sinérgicas más altas contra los antibióticos que bloquean algunas proteínas, al parecer porque permeabiliza la membrana externa y permite que los antibióticos penetren en la célula y alcancen su objetivo.

Venenos sanadores
Comentarios