Investigadores de la Universidad de Cornell han dado un paso significativo en la lucha contra infecciones como la enfermedad de Lyme y la sífilis, al descubrir un método innovador que interrumpe el «motor» de estas bacterias, impidiendo su propagación en el organismo. Este avance se publica en la revista ACS Chemical Biology y representa una alternativa prometedora ante la creciente preocupación por las cepas bacterianas resistentes a los antibióticos.
Según el director del Instituto Weill de Biología Celular y Molecular, el profesor Brian Crane, la motilidad es crucial para que muchas bacterias infecten a sus hospedadores. Esto incluye desde el movimiento de garrapatas a humanos hasta la diseminación dentro del organismo, colonizando tejidos y evadiendo el sistema inmunológico.
Nueva estrategia antimicrobiana
En el estudio, los investigadores han explotado una relación esencial en el sistema de movimiento de las espiroquetas, interrumpiendo su capacidad para propulsarse a través de los tejidos. Las espiroquetas son bacterias alargadas y en forma de espiral, que se desplazan en el cuerpo utilizando un motor similar a un hélice, protegido por una membrana que las aísla del sistema inmunológico del hospedador.
El motor de estas bacterias se basa en una larga estructura llamada flagelo, que está unida por un gancho a la maquinaria generadora de movimiento. Este gancho, compuesto por subunidades de proteínas autoconstruidas conocidas como FlgE, se mantiene unido por puentes moleculares llamados enlaces cruzados de lisinoalanina (LAL). Los investigadores descubrieron que, al interrumpir la formación de estos enlaces, se obstaculiza la interacción entre el gancho del flagelo y el motor, reduciendo significativamente la capacidad de las espiroquetas para moverse e infectar.
Los científicos probaron una serie de compuestos farmacológicos aprobados y encontraron tres—hexaclorofeno, triclosan y diclorofeno—que pueden actuar como inhibidores de las conexiones entre las moléculas de LAL y el gancho del flagelo. En experimentos realizados con una espiroqueta asociada a enfermedades periodontales, el tratamiento con hexaclorofeno demostró una notable reducción en la movilidad de la bacteria, sugiriendo que limitar su motilidad podría ser una estrategia eficaz para combatir infecciones.
Las espiroquetas, entre las que se encuentran Borrelia (causante de la enfermedad de Lyme), Treponema (responsable de la sífilis) y Leptospira (causante de leptospirosis), son altamente invasivas y capaces de penetrar en prácticamente todos los tejidos del cuerpo humano, incluso cruzando la barrera hematoencefálica. Las infecciones que causan suelen ser persistentes, difíciles de diagnosticar en sus etapas iniciales y, en ocasiones, resistentes a tratamientos convencionales.
La propuesta de los investigadores se distingue por su especificidad, ya que se dirige a la formación de LAL en los flagelos de las espiroquetas patógenas, siendo estas las únicas conocidas que catalizan la formación de enlaces cruzados de LAL entre las subunidades del flagelo. Esta característica podría reducir el daño colateral a las bacterias beneficiosas, como las que componen la microbiota intestinal, un aspecto que contrasta con los tratamientos antibióticos tradicionales que afectan indiscriminadamente a todos los tipos de bacterias.
La necesidad de nuevas estrategias antimicrobianas para combatir las espiroquetas es urgente, dado que las cepas resistentes a los antibióticos están en aumento. Esto pone en riesgo las opciones de tratamiento disponibles para los pacientes y, por ende, los esfuerzos de salud pública en la lucha contra estas enfermedades. Al centrarse en la movilidad bacteriana, el enfoque de los investigadores podría ampliar el número de objetivos para el desarrollo de nuevos fármacos antibacterianos, abordando así el desafío de las bacterias que desarrollan resistencia a los antibióticos actuales.
La investigación marca un hito, ya que, aunque la motilidad bacteriana ha sido objeto de estudio durante años, es la primera vez que se dirige a los enlaces cruzados de LAL en el gancho del flagelo como estrategia antimicrobiana. Esta nueva dirección podría abrir caminos para el desarrollo de terapias antimicrobianas más eficaces y específicas.
