La historia humana cambió para siempre con el descubrimiento de antibióticos en 1928. Enfermedades infecciosas como la pulmonía, la tuberculosis y la sepsis fueron generalizadas y letales hasta que los antibióticos los hicieron tratables. Los procedimientos quirúrgicos que una vez llegaron con un suspensión aventura de infección se volvieron más seguros y más rutinarios. Los antibióticos marcaron un momento triunfante en la ciencia que transformó la actos médica y salvó innumerables vidas.
Pero los antibióticos tienen una advertencia inherente: cuando se usa en exceso, las bacterias pueden progresar la resistor a estas drogas. La Ordenamiento Mundial de la Sanidad estimó que estas superbacterias causaron 1,27 millones de muertes en todo el mundo en 2019 y probablemente se convertirán en una amenaza creciente para la vigor pública general en los próximos abriles.
Los descubrimientos recientes están ayudando a los científicos a enemistar este desafío de modo innovadora. Los estudios han antagónico que casi una cuarta parte de los medicamentos que normalmente no se prescriben como antibióticos, como los medicamentos utilizados para tratar el cáncer, la diabetes y la depresión, pueden matar bacterias a dosis típicamente prescritas para las personas.
Comprender los mecanismos subyacentes a cómo ciertas drogas son tóxicas para las bacterias pueden tener implicaciones de desprendido trascendencia para la medicina. Si las drogas no antibióticas se dirigen a las bacterias de diferentes maneras de los antibióticos estereotipado, podrían servir como clientes potenciales en el ampliación de nuevos antibióticos. Pero si los no antibióticos matan bacterias de modo similar a antibióticos conocidos, su uso prolongado, como en el tratamiento de la enfermedad crónica, podría promover inadvertidamente la resistor a los antibióticos.
En un artículo publicado en 2024, mis colegas y yo desarrollamos un nuevo método de enseñanza instintivo que no solo identificó cómo los no antibióticos matan bacterias, sino que asimismo pueden ayudar a encontrar nuevos objetivos bacterianos para los antibióticos.
Nuevas formas de matar bacterias
Numerosos científicos y médicos de todo el mundo están abordando el problema de la resistor a las drogas, incluidos mis colegas y yo en el Laboratorio Mitchell en la Prerrogativa de Medicina de UMass Chan. Utilizamos la genética de las bacterias para estudiar qué mutaciones hacen que las bacterias sean más resistentes o más sensibles a las drogas.
Cuando mi equipo y yo aprendimos sobre la actividad antibacteriana generalizada de los no antibióticos, nos consumió el desafío que planteó: descubrir cómo estas drogas matan bacterias.
Para contestar a esta pregunta, utilicé una técnica de detección genética que mis colegas desarrollaron recientemente para estudiar cómo los medicamentos anticancerígenos se dirigen a las bacterias. Este método identifica qué genes específicos y procesos celulares cambian cuando las bacterias mutan. El monitoreo de cómo estos cambios influyen en la supervivencia de las bacterias permiten a los investigadores inferir los mecanismos que usan estos medicamentos para matar bacterias.
Recolecté y analicé casi 2 millones de casos de toxicidad entre 200 drogas y miles de bacterias mutantes. Utilizando un operación de enseñanza instintivo que desarrollé para deducir similitudes entre diferentes medicamentos, agrupé los medicamentos en una red basada en cómo afectaron las bacterias mutantes.
Mis mapas mostraron claramente que los antibióticos conocidos estaban estrechamente agrupados por sus clases conocidas de mecanismos de matar. Por ejemplo, todos los antibióticos que se dirigen a la muro celular, la capa protectora gruesa que rodea las células bacterianas, se agruparon y se separaron admisiblemente de los antibióticos que interfieren con la replicación de ADN de bacterias.
Curiosamente, cuando agregué drogas no antibióticas a mi estudio, formaron centros separados de antibióticos. Esto indica que los medicamentos no antibióticos y antibióticos tienen diferentes formas de matar células bacterianas. Si admisiblemente estas agrupaciones no revelan cómo cada medicamento mata específicamente a los antibióticos, muestran que las agrupadas probablemente funcionan de modo similar.
La última dormitorio del rompecabezas, ya sea que pudiéramos encontrar nuevos objetivos de drogas en las bacterias para matarlos, provino de la investigación de mi colega Carmen Li. Ella cultivó cientos de generaciones de bacterias que estaban expuestas a diferentes medicamentos no antibióticos que normalmente se prescriben para tratar la ansiedad, las infecciones de los parásitos y el cáncer. La secuenciación de los genomas de bacterias que evolucionaron y se adaptaron a la presencia de estos medicamentos nos permitieron identificar la proteína bacteriana específica que el triclabendazol, un fármaco utilizado para tratar infecciones de parásitos, objetivos para matar las bacterias. Es importante destacar que los antibióticos actuales no típicamente se dirigen a esta proteína.
Por otra parte, encontramos que otros dos no antibióticos que usaban un mecanismo similar al triclabendazol asimismo se dirigen a la misma proteína. Esto demostró el poder de mis mapas de similitud de drogas para identificar drogas con mecanismos de asesinato similares, incluso cuando ese mecanismo aún era desconocido.
Ayudando al descubrimiento de antibióticos
Nuestros hallazgos abren múltiples oportunidades para que los investigadores estudien cómo funcionan los medicamentos no antibióticos de modo diferente a los antibióticos estereotipado. Nuestro método de mapeo y prueba de medicamentos asimismo tiene el potencial de topar un cuello de botella crítico en el ampliación de antibióticos.
La búsqueda de nuevos antibióticos generalmente implica hundir medios considerables en la detección de miles de productos químicos que matan bacterias y descubriendo cómo funcionan. Se encuentra que la mayoría de estos productos químicos funcionan de modo similar a los antibióticos existentes y se descartan.
Nuestro trabajo muestra que combinar la detección genética con el enseñanza instintivo puede ayudar a descubrir la jeringuilla química en el pajar que puede matar bacterias de modo que los investigadores no han usado ayer. Hay diferentes formas de matar bacterias que aún no hemos explotado, y todavía hay caminos que podemos tomar para combatir la amenaza de infecciones bacterianas y resistor a los antibióticos.
El artículo actualizado para indicar que el ampliación de antibióticos en normal, no solo la penicilina, hizo tratables enfermedades infecciosas.
Este artículo se vuelve a anunciar de la conversación, una estructura de informativo independiente sin fines de utilidad que le brinda hechos y estudio confiables para ayudarlo a dar sentido a nuestro engorroso mundo. Fue escrito por: Mariana Noto Guillen, Escuela de Medicina de UMass Chan
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Mariana Noto Guillen no trabaja, consulta, posee acciones o recibe fondos de cualquier empresa u estructura que se beneficie de este artículo, y no ha revelado afiliaciones relevantes más allá de su nominación clásico.