Teixobactina, un nuevo antibiótico contra Gram positivos

Kim Lewis, investigador deldepartamento de Biología del Centro para el Descubrimiento de Antibióticos dela Universidad Northeastern, en Boston (EE UU), y sus colegas han analizado 10.000 compuestos aislados de bacterias. Uno de ellos, llamado teixobactina, ha mostrado una excelente actividad frente a bacterias como Clostridium difficile, (la causa más importante de colitis seudomembranosa), Mycobacterium tuberculosis (responsable de la mayoría de los casos de tuberculosis en el mundo) y Staphylococcus aureus (que provoca múltiples enfermedades, como conjuntivitis, meningitis y neumonía).

Una nueva técnica para crecer bacterias no cultivables

Este equipo utilizó una nueva tecnología que puede ampliar el espacio de búsqueda de antibióticos. Hasta ahora, el número de especies que se pueden cultivar en laboratorio suponen solo un pequeño porcentaje de todas las que se pueden encontrar en el suelo. Por ejemplo de cada 10 especies que hay en el suelo solo crece una en placa. Para superar ese problema, los investigadores emplearon unas membranas semipermeables en las que podían introducir las bacterias para tenerlas en un entorno controlado, manteniéndolas al mismo tiempo en contacto con su entorno natural para que se desarrollen normalmente, de esta manera ahora son capaces de cultivar 5 de cada 10 especies que existen en el suelo.

Tras analizar 10.000 cepas de bacterias, y ver su actividad antimicrobiana frente a la bacteria Staphylococcus aureus, responsable de enfermedades como la conjuntivitis o la meningitis, encontraron una interesante. La bacteria Eleftheria terrae producía un compuesto, la teixobactina, que mostró sus virtudes antibióticas contra patógenos como Clostridium difficile, causante de diarreas, o Bacillus anthracis, que provoca el ántrax. Después, se probó, con éxito, la efectividad de la teixobactina para combatir infecciones en ratones. Además, los investigadores no observaron la aparición de resistencias significativas ante el compuesto.

Los investigadores descubrieron el antibiótico utilizando una pequeña carcasa llamada ichip, que no es otra cosa que dos planchas perforadas de plástico que permiten mantener cultivos de bacterias entre dos filtros. Los filtros no dejan penetrar ni salir bacterias, pero si permiten el flujo de metabolitos. De esta manera se pueden crecer bacterias del suelo DENTRO del suelo, con lo cual esas bacterias que no crecen en placa porque les falta algún elemento, al estar en el suelo crecen perfectamente.

El ichip es la nueva placa de agarosa

En 1881, Walther Hesse, se dio cuenta que la gelatina y budines que hizo su esposa no se derretían a temperatura elevada, preguntándole a que se debía ella le dice que al agar. Gracias a eso Walter comienza, el en laboratorio de Robert Koch, a fabricar las primeras placas de agar. Las placas de agar son un gran avance en la microbiología porque te permiten asislar colonias independientes. Cada colonia procede de una sola bacteria por lo que cuando se aisla una colonia de una placa de agar te permite estar seguro de que tienes un monocultivo de esa bacteria. El ichip es una revolución porque permite cultivar muchísimas bacterias que solo crecen en su ambiente. Bacterias que cuando las quieres crecer en una placa de agar con medio de cultivo de laboratorio no puedes. 

Es la separación de un determinado microorganismo del resto de microorganismos que le acompañan. El método más usual es la siembra por estría sobre un medio. Cada una de las colonias individuales proceden de una simple bacteria, con lo que de esta manera aislamos un monocultivo de esa bacteria determinada 

Cómo opera la teixobactina

El nuevo fármaco elimina las bacterias atacando a sus paredes celulares, un modo de acción similar utilizado por otro antibiótico, la vancomicina, y parece ser efectiva a través de la unión a múltiples objetivos, que pueden retrasar el desarrollo de la resistencia.

Los autores señalan que transcurrieron 30 años para que apareciera la resistencia a vancomicina y creen que es probable que la resistencia genética a este nuevo antibiótico se demore incluso más.

Así, la teixobactina ejerce sus efectos bactericidas mediante la unión a dos polímeros que se encuentran en pared celular de la bacteria: el lípido II (peptidoglicano) y lípido III (ácido teicoico).

El hecho de que teixobactina actúe de manera específica en estos dos lípidos explica la eficacia del compuesto contra las bacterias gram positivas –uno de los principales grupos de  bacterias–, que tienen una capa de peptidoglicano –que constituye la estructura básica de la pared celular de las bacterias–  y que contiene ácido teicoico.

Por eso, también explica su falta de eficacia contra la mayoría de bacterias gram negativas, que están rodeadas por una membrana exterior impermeable que impide el acceso del lípido II, y que carecen de ácidos teicoicos.

Los científicos han demostrado que el tratamiento de ratones infectados con Streptococcus aureus o S. pneumoniae redujo con la teixobactina su infección sin mostrar evidencias de toxicidad. Ahora queda hacer un ensayo clínico y demostrar que este antibiótico tampoco es tóxico para humanos. Una vez hecho este ensayo clínico se podrá vender en farmacias.

Una resistencia duradera

Para reafirmar la eficacia del antibiótico, el equipo trató de encontrar bacterias gram positivas que produjeran inmunidad contra la teixobactina, pero no encontraron ninguna. Creen que la razón es que normalmente la resistencia se desarrolla con menos frecuencia contra los antibióticos que se dirigen a las moléculas esenciales para la síntesis de la pared celular, tal y como lo hace la teixobactina, que contra los antibióticos dirigidos a proteínas de lípidos.

Ahora los investigadores tratarán de investigar los mecanismos de resistencia contra la teixobactina que se puedan generar en el medio ambiente, pero los hallazgos sugieren que el siguiente paso requiere de una investigación sistemática para la producción de antibióticos para el segundo grupo de bacterias, las gram negativas.

Podcast do Circo de Bacterias do Programa Efervesciencia da Radio Galega (en galego)

Referencia bibliográfica:

K. Lewis et al. “A new antibiotic kills pathogens withoutdetectable resistance”. Nature (2015)

http://naukas.com/2015/01/09/teixobactina-el-superantibiotico/

Y la mejor entrada de blog que leído sobre el tema:

http://curiosidadesdelamicrobiologia.blogspot.com/2015/01/teixobactina-lo-importante-no-es-el-pez.html

y en Faculty1000 ponen a este artículo por las nubes.