A resistencia das bacterias aos antibióticos actuais comeza a converterse nunha situación problemática, situando comunidade científica e sanitaria nunha carreira polo benestar da poboación. Neste contexto, as propostas innovadoras son máis que benvidas. Así é como xorde o proxecto Replicate, liderado polo científico Ignacio Insua e financiado cunha bolsa ERC Starting Grant.
“O que propón o proxecto é un cambio de paradigma de como funcionan os antibióticos en concreto, e os medicamentos en xeral”, explica Insua, investigador no Centro de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) da Universidade de Santiago (USC). “Así, en lugar de administrar unha molécula tradicional, como a penicilina, a idea é administrar dous precursores inactivos”, engade.
Mais, que sentido tería tomar un medicamento que non fai nada no corpo? O investigador ten a resposta: “Estes precursores están deseñados quimicamente para acumularse nas bacterias. Estas teñen uns requirimentos nutricionais diferentes aos do corpo humano, polo que se aproveita iso para dirixilos cara a elas. Unha vez están dentro, son quen de conectarse. Así, eses dous precursores únense nunha única molécula, agora si, activa. E a peculiaridade desta acción química é que é autorreplicante. É dicir, unha vez que esta molécula de antibiótico se activa dentro da bacteria, cataliza a formación da seguinte, e así sucesivamente. Deste xeito, actívanse rápidamente altas doses de antibiótico no foco da infección.
Primeiros pasos
O equipo de Insua vén de publicar o seu primeiro traballo dentro deste proxecto, Estudo estrutural de anfifilos peptídicos curtos con autorreplicación autocatalítica. Neste, o obxectivo é “atopar a secuencia máis pequena de estruturas capaces de recoñecerse”. Este recoñecemento é imprescindíbel para que as moléculas sexan quen de unirse entre elas e facer copias de si mesmas, algo que acontece de maneira natural no ADN. “Unha vez que temos acoutado cal é o límite inferior podemos construír sobe el para sofisticalo todo o que sexa necesario”, manifesta o autor.
Unha vez que estas moléculas se activan dentro das bacterias, funcionan como “axentes líticos, é dicir, como deterxentes. Son quen de disolver a membrana das bacterias, facendo tremendamente difícil que estas sexan quen de mutar ou desenvolver resistencia, xa que é un mecanismo moi inespecífico”, explica Insua.
Tradicionalmente, os antibióticos funcionan atacando unha parte concreta das bacterias, inexistente no corpo humano. Precisamente por este motivo son seguros para as persoas, mais tamén é o motivo polo que aparecen as resistencias, sendo “demasiado específicos”.
A importancia da ciencia básica
Se ben esta capacidade de autorreplicación molecular xa fora descrita na década de 1990, “era un concepto non aplicado”. “Eu especialiceime neste campo, tendo xa unha bagaxe en antibióticos, polo que unín as pezas do quebracabezas e vin que podería ser algo con moito potencial para este eido”, relata Insua.
Así, comezou a realizar algunhas probas de concepto, necesarias para poder optar ao financiamento da ERC. Nestas, demostrou que “unhas moléculas de péptidos eran capaces de facer o que pretendiamos”. Agora, este financiamento permitirá ao equipo optimizar todo o sistema e desenvolver a tecnoloxía.
Este é un exemplo máis da importancia da ciencia básica: “Non se sabe en que momento pode ser fonte de inspiración ou unha ferramenta necesaria para abrir unha porta tecnolóxica como esta. É unha idea que leva latente 30 anos”.
Neste sentido, Insua salienta ademais a importancia do traballo multidisciplinar, capaz de abordar esta investigación desde múltiples áreas como a química, a farmacoloxía ou a nanotecnoloxía, todas elas presentes no persoal do seu equipo. “Precisamente por este motivo é un proxecto que se está a desenvolver no CiQUS, posto que é un centro que ten esta filosofía presente tanto en equipamento como en persoal. É un centro idóneo para realizar proxectos na fronteira da química e a bioloxía”, manifesta.
Un enfoque innovador
O feito de que sexa un proxecto innovador e sen precedentes fai que teña que enfrontar un gran reto, en palabras do investigador: “Non hai ningún exemplo na farmacoloxía actual de terapias nin tratamentos que funcionen así. Polo tanto, non hai nada no que basearse e tócanos abrir camiño”.
Con todo, esta dificultade tamén pon enriba da mesa a posibilidade dun cambio de paradigma. “Non falamos só de abordar as infeccións bacterianas. O que estamos facendo podería reescribir como se conciben os medicamentos dende o seu propio deseño”, explica Insua.
Así, para o investigador as posibilidades están completamente abertas: “Toda a tecnoloxía que desenvolvamos pode ser trasladada a outras células que queiramos atacar, por exemplo, o cancro, utilizando marcadores específicos para estes tumores. Se ben é certo que a abordaxe da resistencia aos antibióticos é un motor porque é a carreira científico-sanitaria deste século, entender este proxecto só desta maneira sería un pouco limitado. É unha nova estratexia de deseño de medicamentos e de terapia intelixente”.
Referencia: Structural Screening of Short Peptide Amphiphiles with Autocatalytic Self-Replication (Publicado en ChemSystemsChem)
