Nuestro amigo Javi Abellón nos trae el resumen de su último trabajo, que se publicó recientemente en la prestigiosa revista Nature Microbiology, el cual se enmarca dentro de un proyecto europeo que estudia la permeabilidad de la envuelta celular bacteriana para disminuir la resistencia a los antibióticos.

Javier Abellón Ruiz, investigador postdoctoral en la Universidad de Newcastle

Bacterias resistentes a los antibióticos

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la resistencia a los antibióticos es una de las mayores amenazas para la salud mundial, la seguridad alimentaria y el desarrollo. La falta de higiene en centros sanitarios, la automedicación o el uso de antibióticos en animales de granja son algunas de las causas más importantes del aumento de la resistencia bacteriana a los antibióticos. En septiembre de 2016, la ONU impulsó una declaración que articulara la respuesta global a lo que esta organización califica como una amenaza fundamental. Previamente, en 2014, un estudio encomendado por el Gobierno Británico (noticia relacionada, estudio original) afirmaba que, a nivel mundial, se producen unas 700.000 muertes al año causadas por esta resistencia a antibióticos (25.000 en Europa). De seguir la tendencia actual, en 2050 se alcanzará la cifra de 10 millones de muertes en todo el mundo (390.000 en Europa). Para poner esta cifra en perspectiva, se calcula que actualmente mueren de cáncer 8,2 millones de personas en todo el planeta. En consecuencia, procedimientos como cirugías rutinarias, reemplazo de articulaciones, cesáreas o ciertas quimioterapias, podrían convertirse en procedimientos imposibles de realizar debido al riesgo de infección bacteriana.

Este vídeo nos cuenta con más detalle qué son los antibióticos y cómo actúan

La envoltura celular: la “piel” de las bacterias

Aunque humanos y bacterias somos muy diferentes, si nos compararnos, nuestro trabajo de investigación resulta más fácil de entender. El órgano más grande en un ser humano es la piel, pues ocupa unos dos metros cuadrados de superficie y pesa más de cinco kilos. Esto nos da una idea de su importancia. La piel es una barrera que nos aísla del exterior protegiéndonos de los agentes potencialmente tóxicos. Aunque las bacterias no tienen una estructura tan compleja, sí poseen una especie de “piel bacteriana” que denominamos envuelta celular. Simplificando mucho, podemos decir que su función es la misma que nuestra piel: proteger a las bacterias de los agentes externos y contener y dar forma a la bacteria en sí misma. Las bacterias son seres más sencillos, y al carecer de un sistema digestivo como el nuestro, los nutrientes que adquieren tienen que atravesar de alguna forma esa “piel bacteriana”. Este proceso está altamente regulado, pues la bacteria necesita distinguir entre lo que puede dañarla -y por tanto no debe pasar- y lo que es un nutriente necesario y tiene que poder superar esa barrera. Simplificando de nuevo, sería como una especie de aduana biológica que identifica las características de las moléculas que llaman a su puerta y da luz verde o roja a su entrada. En términos moleculares, esta barrera es extremadamente compleja.

Este vídeo nos habla de las bacterias Gram negativa y su estructura celular

Entendiendo la permeabilidad de la envuelta bacteriana

Imaginemos una herida en nuestra piel. En este caso, la barrera de protección se ha roto y puede ocurrir que perdamos sangre o la herida se infecte. A las bacterias les ocurre lo mismo: a veces esa envuelta celular se estropea y hay que repararla porque si no, la “aduana” comienza a cometer errores y permite que antibióticos u otros tóxicos puedan penetrar y dañar la bacteria.

A principios del año 2016 comencé a trabajar como investigador asociado en el proyecto europeo “New drugs for bad bugs” (nuevas medicinas para bichos malos), dentro del grupo del profesor Bert van den Berg, en la universidad de Newcastle (Inglaterra).  Nosotros trabajamos en el subproyecto Translocación cuyo objetivo es determinar cómo los antibióticos penetran en las bacterias (a un nivel molecular).

Nuestro trabajo ha consistido en estudiar cómo ocurre esa reparación a un nivel molecular, de modo que, quizás en un futuro se puedan desarrollar medicamentos que bloqueen esta ruta de reparación y las “heridas” en la “piel bacteriana” puedan ser aprovechadas para que los antibióticos penetren y maten a esas bacterias. Por ahora, hemos descubierto cómo funciona la proteína (llamada MlaA) encargada de reparar las zonas dañadas, y que son más permeables, de la envuelta bacteriana. El siguiente reto que debemos afrontar consiste en desarrollar alguna molécula que sea capaz de bloquear la acción de dicha proteína. De esta manera, podríamos aumentar la permeabilidad de la membrana celular para favorecer la efectividad de los antibióticos y combatir la resistencia bacteriana a estos fármacos.

Artículo original

Javier Abellón-Ruiz et al. Structural basis for maintenance of bacterial outer membrane lipid asymmetry, Nature Microbiology (2017). DOI: 10.1038/s41564-017-0046-x

También podéis consultar el blog de Nature microbiology, donde encontraréis un resumen divulgativo de este artículo.