Investigadores de SFU estudian genes patógenos para desarrollar nuevos medicamentos contra infecciones bacterianas

Los investigadores de la Universidad Simon Fraser están estudiando los genes de las superbacterias para ayudar al desarrollo de tratamientos nuevos y efectivos para las infecciones bacterianas resistentes a los medicamentos. Las superbacterias se caracterizan por ser bacterias causantes de infecciones resistentes al tratamiento con antibióticos.

La resistencia a los antimicrobianos ocurre cuando la bacteria que causa la enfermedad tiene formas de superar los antibióticos que usamos en el tratamiento de infecciones”.

Amy Lee, profesora asistente, Departamento de Biología Molecular y Bioquímica de SFU

La iniciativa es una colaboración entre Lee Lab y Brinkman Lab, que trabajan juntos como parte de la iniciativa interdisciplinaria SFU Omics Data Science (OSDI). “Nuestro laboratorio trata de entender cómo las bacterias desarrollan resistencia porque eso hace que el fármaco sea ineficaz”, dice Lee.

Su revisión del trabajo para identificar genes asociados a patógenos en varias bacterias causantes de enfermedades y desarrollar nuevos tratamientos farmacológicos antivirulentos se ha publicado en eBioMedicinaparte de La ciencia del descubrimiento de The Lancet.

La resistencia a los antibióticos o antimicrobianos ha sido nombrada una de las principales amenazas para la salud mundial por la Organización Mundial de la Salud (OMS).

“El objetivo final de nuestra investigación es utilizar las tecnologías de secuenciación actuales y el análisis computacional para descubrir nuevos objetivos farmacológicos, que pueden usarse para desarrollar nuevos medicamentos para combatir las infecciones bacterianas”, dice Venus Lau, exalumna de SFU y autora principal del estudio.

El equipo aplicó bioinformática, utilizando Big Data Hub de SFU, para realizar un análisis computacional de miles de genomas bacterianos de Escherichia coli a Vibrio cholerae.

“La especie de bacteria que más me interesaba era Pseudomonas aeruginosa“, dice Lau. “Se sabe que es naturalmente resistente a los medicamentos en función de sus membranas celulares”.

“Los medicamentos no entran fácilmente en esta bacteria y tienden a adquirir otros mecanismos de resistencia con el tiempo. Es un virus difícil de tratar”.

La especie bacteriana P. aeruginosa puede causar infecciones en la sangre, los pulmones (neumonía) u otras partes del cuerpo, particularmente en aquellos que están enfermos o se están recuperando de una cirugía en el hospital.

Lau señala que algunos de los genes que el equipo descubrió al analizar varias bacterias que causan enfermedades no se habían caracterizado previamente. “Parte de nuestra investigación fue descubrir qué hacen estos genes y cómo son responsables de causar síntomas de enfermedades e infecciones en humanos”.

Antivirulencia sobre antibióticos para tratar infecciones bacterianas

Un enfoque alternativo para tratar las infecciones bacterianas con antibióticos para superar el problema de la resistencia a los medicamentos implica medicamentos antivirulentos.

Las nuevas terapias antivirulencias funcionan para ‘desarmar’ o inhibir la capacidad de las bacterias para causar enfermedades sin que se desarrollen resistencias. Por el contrario, los antibióticos matan a las bacterias, lo que esencialmente anima a las bacterias a ‘contraatacar’ desarrollando resistencia a los medicamentos.

“Los antibióticos acaban con las bacterias que conducen a un proceso de selección natural en el que las pocas bacterias supervivientes en la población se repoblarán”, dice el becario postdoctoral de biología molecular y bioquímica de la SFU, Patrick Taylor. “Las bacterias que no se eliminan son realmente buenas para compartir su genética entre sí, razón por la cual tenemos este creciente problema global de resistencia a los antibióticos”.

Los antibióticos también eliminan la microbiota intestinal que no causa enfermedades, o las “bacterias buenas” que existen en el cuerpo humano, que pueden tener impactos negativos adicionales en la salud.

Taylor dice que las terapias antivirulentas pueden mitigar la enfermedad y reducir la carga sobre el sistema de atención médica al reducir la capacidad de la bacteria para causar daño al huésped, lo que proporciona tiempo para que el sistema inmunitario de la persona elimine el patógeno.

Se necesita un trabajo continuo para desarrollar medicamentos antivirulentos, ya que la OMS estima que las infecciones relacionadas con los antimicrobianos actualmente representan más de 700 000 muertes anuales y se prevé que alcancen los 10 millones de muertes anuales para 2050.