La resistencia a los antimicrobianos representa una de las 10 principales amenazas mundiales para la salud pública según la Organización Mundial de la Salud, y los científicos se han esforzado por encontrar nuevas herramientas para curar las infecciones más mortales resistentes a los medicamentos. La investigación dirigida por un científico de la Universidad de Maryland en colaboración con el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas sugiere que reducir la virulencia en las infecciones resistentes a los medicamentos en lugar de tratar de matar las bacterias por completo puede ofrecer un enfoque alternativo para el tratamiento.

Su estudio reveló cómo dos proteínas permiten que la bacteria Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA) secrete las toxinas que enferman a las personas. La investigación sugiere que las terapias dirigidas a estas dos proteínas podrían desactivar el MRSA, haciéndolo menos mortal y posiblemente incluso inofensivo. Tal enfoque también reduciría el riesgo de promover la resistencia a los antibióticos.

El artículo, que se publicó el 13 de febrero de 2023 en Proceedings of the National Academy of Sciences, sugiere que pueden existir mecanismos similares en otras bacterias, lo que apunta al potencial de un nuevo enfoque para tratar otras infecciones bacterianas.

« Estábamos buscando una forma alternativa de abordar el MRSA », dijo Seth Dickey, profesor asistente en el Departamento de Medicina Veterinaria de la UMD y autor principal del estudio. « Estábamos interesados ​​​​en comprender cómo la bacteria causa la enfermedad para ver si podíamos interferir directamente con los factores de virulencia que produce el insecto. Si podemos desarmarlo, es posible que no tengamos que preocuparnos de que evada los agentes antimicrobianos ».

La resistencia a los antimicrobianos se desarrolla cuando un tratamiento farmacológico destruye algunas, pero no todas, las células bacterianas. Las bacterias que quedan tienden a tener cierta resistencia natural, por lo que si tienen la oportunidad de recolonizar, la próxima infección será más fuerte frente a los antibióticos. Esta cría selectiva involuntaria ha dado lugar a superbacterias como el MRSA y la tuberculosis multirresistente.

Un enfoque para tratar la infección que la haga menos dañina sin matarla podría eliminar el potencial de dicha reproducción selectiva. En MRSA, ese esfuerzo se ha visto obstaculizado por el hecho de que la bacteria produce varios tipos de toxinas en abundancia. Comprender cada mecanismo y cerrarlo es un gran desafío. Entonces, Dickey y sus colegas decidieron no observar cómo las células producen toxinas, sino cómo secretan esas toxinas en su huésped.

Trabajos previos de Dickey y otros equipos encontraron que dos proteínas sirven como transbordadores para transportar las moléculas de toxina a través de la membrana celular bacteriana hacia el ambiente exterior. Pero no estaba claro por qué había dos proteínas transportadoras y cómo funcionaban. Sin esta comprensión, los científicos no pueden desarrollar terapias para prevenir la secreción de toxinas.

Para comprender el mecanismo en juego, Dickey y su equipo eliminaron cada tipo de transportador mediante ingeniería genética y observaron cómo las células MRSA secretaban toxinas. Descubrieron que una proteína transportadora recolecta toxinas hidrofílicas, o amantes del agua, que flotan en el citoplasma de la célula y las transporta a través de la membrana celular. Cuando ese transportador estuvo ausente, las toxinas hidrofílicas continuaron acumulándose dentro de las células de MRSA, donde son inofensivas tanto para el MRSA como para cualquier huésped potencial.

Cuando el equipo eliminó la segunda proteína transportadora, hidrofóbica o repelente al agua, las toxinas se acumularon en la célula. Esto es significativo, porque estas toxinas tienden a moverse por sí solas fuera del citoplasma acuoso y se alojan en la membrana celular más aceitosa. Y ahí es donde las toxinas MRSA hacen daño, a las células huésped ya las células MRSA. Entonces, sin la segunda proteína transportadora, las células MRSA son dañadas por sus propias toxinas hidrofóbicas.

Esto sugiere que las futuras terapias dirigidas a un transportador podrían reducir la virulencia, y las terapias dirigidas al segundo transportador podrían reducir la virulencia y al mismo tiempo tener un efecto antibiótico.

Los hallazgos del estudio tienen implicaciones más allá de MRSA. Cuando los investigadores observaron los genomas de una variedad de otras bacterias, encontraron que muchas tienen genes para producir un sistema de proteína de transporte dual similar al que encontraron en MRSA.