Un estudio puede conducir a nuevos fármacos sintéticos para combatir infecciones bacterianas

Estudio, investigacion

Investigadores del Technion – Israel Institute of Technology y EMBL Hamburg han descubierto propiedades moleculares notables de un péptido antimicrobiano de la piel del sapo australiano. El descubrimiento podría inspirar el desarrollo de nuevos fármacos sintéticos para combatir las infecciones bacterianas.

Un péptido antibacteriano que se enciende y apaga.

Los investigadores resolvieron la estructura molecular en 3D de un péptido antibacteriano llamado uperin 3.5, que se secreta en la piel del sapo australiano (Uperoleia mjobergii) como parte de su sistema inmunológico.

Descubrieron que el péptido se autoensambla en una estructura fibrosa única, que a través de un sofisticado mecanismo de adaptación estructural puede cambiar su forma en presencia de bacterias para proteger al sapo de infecciones.

Esto proporciona evidencia única a nivel atómico que explica un mecanismo de regulación de un péptido antimicrobiano.

Las fibrillas antibacterianas de la piel del sapo tienen una estructura que recuerda a las fibrillas amiloides, que son un sello distintivo de las enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y el Parkinson.

Aunque las fibrillas amiloides se han considerado patógenas durante décadas, recientemente se ha descubierto que ciertas fibrillas amiloides pueden beneficiar a los organismos que las producen, desde humanos hasta microbios. Por ejemplo, ciertas bacterias producen tales fibrillas para combatir las células inmunitarias humanas.

Los hallazgos sugieren que el péptido antibacteriano secretado en la piel del sapo se autoensambla en una configuración «inactiva» en forma de fibrillas amiloides altamente estables, que los científicos describen como una conformación cruzada-β.

Estas fibrillas sirven como depósito de moléculas atacantes potenciales que se pueden activar cuando hay bacterias presentes. Una vez que el péptido encuentra la membrana bacteriana, cambia su configuración molecular a una forma cruzada-α menos compacta y se transforma en un arma mortal.

Potencial para futuras aplicaciones médicas

Los péptidos antimicrobianos se encuentran en todos los reinos de la vida y, por lo tanto, se plantea la hipótesis de que se usan comúnmente como armas en la naturaleza, ocasionalmente efectivos para matar no solo bacterias sino también células cancerosas.

Además, las propiedades únicas de tipo amiloide del péptido antibacteriano del sapo, descubiertas en este estudio, arrojan luz sobre las posibles propiedades fisiológicas de las fibrillas amiloides asociadas con trastornos neurodegenerativos y sistémicos.

Los investigadores esperan que su descubrimiento conduzca a aplicaciones médicas y tecnológicas, por ejemplo, el desarrollo de péptidos antimicrobianos sintéticos que se activarían solo en presencia de bacterias. Los péptidos sintéticos de este tipo también podrían servir como recubrimiento estable para dispositivos médicos o implantes, o incluso en equipos industriales que requieran condiciones estériles.

El estudio es el resultado de una colaboración entre científicos de EMBL Hamburg y Technion, y grupos en Israel y España. Es un ejemplo del enfoque de EMBL para la investigación en ciencias de la vida en su próximo Programa científico Moléculas para Ecosistemas.

EMBL integrará enfoques interdisciplinarios para comprender la base molecular de la vida en el contexto de los cambios ambientales y proporcionar el potencial de traslación para respaldar los avances en la salud humana y planetaria.


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