Quelantes contra bacterias resistentes

Quelar el hierro como mecanismo de inmunología innata

Las bacterias necesitan iones para su funcionamiento. El hierro (Fe) es un elemento esencial para prácticamente todos los seres vivos en los que es necesario para importantes funciones celulares como síntesis de ADN, respiración y destoxificación de radicales libres. En la naturaleza se encuentra fundamentalmente en la forma Fe3+ formando parte de sales e hidróxidos de muy baja solubilidad, formas químicas que imposibilitan su uso por algunos seres vivos. La disponibilidad de este elemento es fundamental en el éxito o fracaso de microorganismos patógenos o simbióticos para invadir un organismo o para colonizar un ambiente determinado.

Uno de los mecanismos que utiliza el cuerpo humano frente a una infección bacteriana es secuestrar el hierro para evitar la proliferación de bacterias. Los médicos del siglo XIX habían observado que los pacientes tuberculosos presentaban anemia. No sabían que era una anemia autoinducida por el cuerpo para evitar la proliferación bacteriana. Como profesionales que tratan de curar, intentaban paliar la falta de hierro suplementándolo. Médicos más rurales, sin conocimiento de las formas iónicas de hierro recomendaban que tomasen limaduras de hierro para combatir su falta. Que decir tiene que este hierro mineral no tiene ningún efecto en el cuerpo humano. Cuando se les suministraba hierro iónico a los pacientes con tuberculosis éstos desarrollaban una fase más aguda y crítica de la enfermedad. Lógico, las bacterias tenían todo el hierro que necesitaban para su proliferación.

Fig. 1. La palidez provocada por la tuberculosis llegó a ser considerada elegante. Fuente

Quelar magnesio: una herramienta contra bacterias resistentes a los antibióticos

Todas las células dependen de iones cargados, como los iones de magnesio, para sobrevivir. Los ribosomas dependen de los iones de magnesio, ya que este catión metálico ayuda a estabilizar su estructura y función. Sin embargo, la modelización a escala atómica durante una nueva investigación encontró que las variantes mutantes de ribosomas que otorgan resistencia a los antibióticos compiten en exceso por los iones de magnesio con las moléculas de adenosina trifosfato (ATP), que proporcionan energía para impulsar las células vivas. Modelos matemáticos mostraron además que esto resulta en una lucha entre ribosomas y ATP por un suministro limitado de magnesio en la célula.

Estudiando una variante de ribosoma dentro de Bacillus subtilis llamada “L22”, recientemente investigadores de la U. de California San Diego y de la Pompeu Fabra en Barcelona, encontraron que la competencia por el magnesio obstaculiza el crecimiento de L22 más que un ribosoma “tipo salvaje” normal que no es resistente a los antibióticos. Por lo tanto, la competencia impone un costo fisiológico asociado con las bacterias mutantes con resistencia.

Esta debilidad recién descubierta puede ahora ser utilizada como un objetivo para contrarrestar la resistencia a los antibióticos sin el uso de medicamentos o productos químicos tóxicos. Por ejemplo, podría ser posible quelar iones de magnesio de los entornos bacterianos, lo que debería inhibir selectivamente las cepas resistentes sin afectar a las bacterias tipo salvaje que pueden ser beneficiosas para nuestra salud.

Referencia

Physiological cost of antibiotic resistance: Insights from a ribosome variant in bacteria