El Dr. Quentin Michaudel y su equipo de investigación han creado una nueva familia de polímeros que matan bacterias sin inducir resistencia a los antibióticos, un importante paso adelante en la lucha contra superbacterias como E. coli y MRSA.
Las bacterias resistentes a los antibióticos se han convertido en una amenaza cada vez mayor para la salud pública. Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., cada año más de 2,8 millones de infecciones son causadas por bacterias resistentes a los antibióticos. Sin nuevos antibióticos, incluso las lesiones e infecciones comunes pueden ser fatales.
Los científicos ahora están un paso más cerca de eliminar esta amenaza, gracias a una colaboración liderada por la Universidad Texas A&M que ha desarrollado una nueva serie de polímeros capaces de matar bacterias alterando las membranas de estos microorganismos sin inducir resistencia a los antibióticos.
"El nuevo polímero que sintetizamos podría ayudar a combatir la resistencia a los antibióticos en el futuro al proporcionar una molécula antimicrobiana a la que las bacterias no parecen desarrollar resistencia", afirmó Quentin Micaudel, Ph.D., profesor asistente en el Departamento de Química e investigador principal del estudio.
El laboratorio de Michaudel, que trabaja en la interfaz de la química orgánica y la ciencia de los polímeros, sintetizó el nuevo polímero diseñando cuidadosamente una molécula cargada positivamente para ser empalmada varias veces utilizando un catalizador cuidadosamente elegido llamado AquaMet para formar una macromolécula compuesta por el mismo patrón de carga repetitivo. Según Michaudel, el catalizador es fundamental porque debe poder soportar altas concentraciones de carga y también debe ser soluble en agua, propiedades que, en su opinión, son poco comunes en este tipo de proceso.
Tras su éxito, el laboratorio de Micoudel se asoció con el grupo de investigación de la Dra. Jessica Schiffman en la Universidad de Massachusetts Amherst para probar su polímero contra dos bacterias importantes resistentes a los antibióticos, Escherichia coli y Staphylococcus aureus (MRSA). Mientras esperaban estos resultados, los investigadores también probaron la toxicidad de su polímero en glóbulos rojos humanos.
"Un problema común con los polímeros antimicrobianos es la falta de selectividad entre las bacterias y las células humanas cuando se dirigen a las membranas celulares. La clave es lograr el equilibrio adecuado entre inhibir eficazmente el crecimiento bacteriano y matar indiscriminadamente varios tipos de células", explica Michaudel.
Michaudel atribuye la naturaleza multidisciplinaria de la innovación científica y la generosidad de investigadores entusiastas en el campus de Texas A&M y en todo el país como factores en el éxito de su equipo en la identificación del catalizador perfecto para el ensamblaje molecular: "Este proyecto ha tardado varios años en realizarse y no habría sido posible sin la ayuda de varios grupos además de nuestros colaboradores. Por ejemplo, tuvimos que enviar algunas muestras a Layton en la Universidad de Virginia. El laboratorio de Turley para determinar la longitud de nuestros polímeros, que requirió el uso de un instrumento que pocos laboratorios en el país tienen. También estamos muy agradecidos a [el candidato doctoral en bioquímica] Nathan Williams y al Dr. Jean-Philippe Pellois de la Universidad Texas A&M, quienes brindaron su experiencia en la evaluación de la toxicidad de los glóbulos rojos".
Michaudel dijo que el equipo de investigación ahora se centrará en mejorar la actividad del polímero contra las bacterias, específicamente su selectividad contra las células bacterianas y las células humanas, antes de realizar ensayos in vivo, y están sintetizando varios análogos para lograr este emocionante objetivo.
Referencias Sarah N. Hancock, Nattawut Yuntawattana, Emily Diep, Arunava Maity, An Tran, Jessica D. Schiffman y Quentin Michaudel publicaron un artículo en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias el 11 de diciembre de 2023: "Se obtuvo un polímero catiónico de cadena principal antimicrobiano mediante polimerización de síntesis parcial con apertura de anillo de N-metilpiridinio fusionado con norborneno".
DOI:10.1073/pnas.2311396120
Fuente compilada: ScitechDaily