Una proteína es clave para que a las bacterias no les afecte la acción de los antibióticos, según ha descubierto un equipo interdisciplinar de investigadores checos. Se centraron en el antimicrobiano que más se utiliza para tratar la tuberculosis y la lepra.
En Nature Communications aparece el estudio experimental del Instituto de Química Orgánica y Bioquímica de la Academia de Ciencias Checa, en el que describen cómo las micobacterias se defienden frente al antibiótico Rifampicina.
Un componente clave que permite a una bacteria esquivar la acción del antibiótico Rifampicina es la proteína HelD, que protege eficazmente al ácido ribonucléico (ARN) polimerasa bacteriana, que es la enzima encargada de la transcripción de la información genética del ácido desoxirribonucleico (ADN) al ARN, un proceso que -como explican los autores de este complicado trabajo- es crucial para la supervivencia de todas las bacterias.
Concretamente, este equipo matiza en su estudio que “en conjunto, estos resultados muestran que cuando HelD está presente durante el inicio de la transcripción, el proceso se protege de la Rifampicina hasta el último momento posible”.
Así las cosas y como destaca el doctor Tomáš Kouba, que dirige el grupo científico de microscopía electrónica criogénica en el IOCB de Praga, “gracias a la obtención de imágenes mediante microscopio electrónico criogénico avanzado y al análisis bioquímico de última generación, hemos podido describir en detalle cómo la proteína HelD libera a la ARN polimerasa de los efectos del antibiótico Rifampicina”.
En otras palabras y como explica muy gráficamente este investigador, la proteína HelD actúa como un guardaespaldas celular. Cuando se produce un problema en la transcripción del ADN, HelD acude al rescate, y esto es también lo que ocurre tras la administración de Rifampicina, cuya función es inhibir la ARN polimerasa.
Nuevas estrategias
Sin esta proteína, todo el proceso se paralizaría y la bacteria perecería. La proteína no cede ante un antibiótico tan potente como la Rifampicina, que se utiliza, por ejemplo, para tratar la tuberculosis o la neumonía grave.
Por su parte, el doctor Tomáš Koval, del Laboratorio de Estructura y Función de Biomoléculas del Instituto de Biotecnología de la Academia Checa de Ciencias, que formó parte de este equipo, reconoce que “los métodos modernos de biología estructural nos han permitido observar, a nivel atómico, cómo HelD protege a las bacterias contra los efectos de todo un grupo de antibióticos”.
Hasta hace poco tiempo, los investigadores suponían que HelD desempeñaba un papel decisivo en la resistencia a los antibióticos. Sin embargo, han descubierto que es incluso más importante para las bacterias de lo que parecía.
La proteína HelD no sólo libera a la ARN polimerasa de los efectos del antibiótico, sino que también garantiza el reciclaje de esta enzima, que es crucial para el funcionamiento de todos los organismos.
Esto se consigue desplazando la ARN polimerasa al sitio de inicio de la transcripción en el ADN, lo que le permite reanudar la transcripción. De este modo, la bacteria puede volver a multiplicarse.
Llegados a este punto, el doctor Libor Krásný, que dirige un grupo de investigación en el Instituto de Microbiología de la Academia Checa de Ciencias, hace hincapié en que comprender el papel de la proteína HelD “es esencial para nuestra lucha contra la resistencia a los antibióticos. Gracias a nuestros hallazgos, es posible implementar nuevas estrategias en la búsqueda de tratamientos antibióticos más eficaces«.
Resistencia a los antibióticos
Es bien sabido que la resistencia a los antimicrobianos (RAM) surge cuando bacterias, virus, hongos y parásitos cambian a lo largo del tiempo y dejan de responder a los medicamentos, lo que hace más difícil el tratamiento de las infecciones e incrementa el riesgo de propagación de enfermedades, de aparición de formas graves y de muerte, como señala la Organización Mundial de la Salud (OMS).
Como consecuencia de la farmacorresistencia, los antibióticos y otros medicamentos antimicrobianos se vuelven ineficaces, por lo que las infecciones son cada vez más difíciles o imposibles de tratar.
La aparición y propagación de patógenos farmacorresistentes que han adquirido nuevos mecanismos de resistencia a los antimicrobianos siguen comprometiendo la capacidad de científicos y clínicos para tratar infecciones comunes.
Es especialmente alarmante -asegura la OMS- la rápida propagación mundial de bacterias multirresistentes y panresistentes (denominadas también superbacterias), que provocan infecciones que no pueden tratarse con los fármacos antimicrobianos al uso, como los antibióticos.
Para las infecciones bacterianas comunes -como las infecciones urinarias, la septicemia, las de transmisión sexual y algunas formas de diarrea- se han observado en todo el mundo tasas elevadas de resistencia a los antibióticos utilizados habitualmente en los tratamientos, lo que indica, según la OMS, que se están agotando los antibióticos eficaces.
Por ejemplo, la tasa de resistencia al Ciprofloxacino, un antibiótico utilizado habitualmente para tratar infecciones urinarias, oscilaba entre el 8,4 % y el 92,9 % en el caso de la Escherichia coli, y entre el 4,1 % y el 79,4 % en el de la Klebsiella pneumoniae, en los países que presentaron datos al Sistema Mundial de Vigilancia de la Resistencia a los Antimicrobianos y de su Uso.