24/05/2012 - Más posibilidades para el desarrollo de fármacos personalizados

Menéame

Científicos de Alemania y Estados Unidos han descodificado la estructura de ciertas «agujas» bacterianas a resolución atómica.

Esto podría conducir al desarrollo de fármacos personalizados y estrategias capaces de prevenir el proceso de infección bacteriana, cuya peligrosidad radica en que ésta se produce mediante un sistema de inyección.

Los resultados del estudio han sido publicados en la revista Nature, y su investigación contó  con fondos del proyecto BIO-NMR («Resonancia magnética nuclear (RMN) aplicada a la biología estructural»), financiado con cerca de 9 millones de euros en virtud del tema «Infraestructuras de investigación» del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea.

Resultados del estudio

Los investigadores encargados del estudio, dirigidos por el Instituto Max Planck de Química Biofísica (Alemania), afirman que las bacterias liberan agentes moleculares en las células huésped mediante estructuras similares a agujas, burlando así una respuesta inmunitaria.

En su trabajo descifraron la estructura de esta aguja y descubrieron que de la membrana bacteriana surgen cientos de pequeñas agujas huecas, un recurso de gran potencia responsable de la enorme peligrosidad de enfermedades como la peste o el cólera. Estas agujas diminutas, surgidas de una estructura en el interior de la membrana, constituyen el sistema de secreción tipo III, un dispositivo bacteriano utilizado por los patógenos para introducir agentes moleculares en la célula huésped.

Las sustancias inyectadas modifican distintos procesos metabólicos esenciales e inmovilizan la defensa inmunitaria de las células infectadas, explican los investigadores. Dicho proceso conduce a muerte a medida que los patógenos avanzan por el organismo esquivando cualquier tipo de defensa que se les interponga.

Los fármacos que se recetan en la actualidad se limitan a combatir la infección, pero existen cepas bacterianas capaces de desarrollar resistencia a estos antibióticos, circunstancia que obliga a desarrollar tratamientos farmacológicos más específicos.

Hasta ahora nadie había logrado aportar información sobre la estructura específica de estas agujas, que miden entre 60 y 80 nanómetros de largo y 8 nanómetros de ancho. Herramientas convencionales como la cristalografía de rayos X o la microscopía electrónica habían fracasado o producido estructuras modelo equivocadas y, debido a que la aguja no es cristalizable ni soluble, cualquier intento de descodificar su estructura atómica había resultado infructuoso.

Ahora el equipo científico mencionado combinó la producción de la aguja en el laboratorio con espectroscopia de RMN de estado sólido, microscopía electrónica y modelización informática. Así descodificaron la estructura de la aguja átomo a átomo y compusieron la primera imagen de su arquitectura molecular a escala de angstroms, una resolución de menos de una décima de millonésima de milímetro.

«Hemos dado un paso de gigante en cuanto a la producción de muestras y a la espectroscopia de RMN de estado sólido», afirmó Adam Lange del Departamento de Biología Estructural Basada en RMN del Instituto Max Planck de Química Biofísica, autor principal del estudio. «Además pudimos servirnos de uno de los espectrómetros de RMN de estado sólido más potentes que existen, el del Departamento de Biología Estructural basada en RMN de Christian Griesinger, en nuestro instituto.» Con 20 teslas, el campo magnético de este espectrómetro de 850 megahercios es cerca de 400 000 veces más intenso que el de la Tierra. «Fue sorprendente observar cómo están estructuradas las agujas», confesó el Dr. Lange.

El interior de las agujas guarda similitudes pero en su exterior se aprecian diferencias entre ellas. Este desequilibrio podría ser la herramienta empleada por las bacterias para evitar ser reconocidas por el sistema inmunitario del huésped. Los cambios en la superficie de las agujas causan estragos en dicho sistema debido a que impiden identificar al patógeno. El trabajo podría servir para bloquear el sistema de jeringa y detener el avance de las bacterias.

«Gracias a la nueva técnica podemos producir grandes cantidades de agujas en el laboratorio», indicó Stefan Becker, también del Departamento de Biología Estructural Basada en RMN del Instituto Max Planck de Química Biofísica y coautor del estudio. «Nuestro objetivo a partir de ahora será desarrollar un método de alto rendimiento que nos permita buscar nuevos agentes que prevengan la formación de la aguja.»

Al estudio contribuyeron expertos del Instituto Max Planck de Biología de las Infecciones (Alemania) y de la Universidad de Washington (Estados Unidos).

----------------------------------

Más información:

·         Instituto Max Planck de Química Biofísica

·         Nature

El Observatorio de la Ingeniería en España (OIE) está preparando el segundo estudio sobre la Radiografía de la Profesión Ingeniería en España. Entre sus contenidos incorporará un análisis de los cambios que está provocando el uso de la inteligencia artificial (IA) en el ejercicio profesional de las distintas especialidades de ingeniería. Para conocer la experiencia directa de los profesionales, el...

La Comisión Europea ha publicado la relación de nueve proyectos finalistas de los European Digital Connectivity Awards 2026, premios que reconocen iniciativas destinadas a mejorar la conectividad digital, desplegar redes de muy alta capacidad y reducir las desigualdades de acceso a las infraestructuras de comunicaciones. Dos de las candidaturas seleccionadas tienen participación española: Quantum Catalonia, centrada en la experimentación con...

Cuatro estudiantes de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) han sido seleccionados para participar en la final estatal de Líderes Digitales Universitarios 2026, competición impulsada por la Red de Cátedras Telefónica. La final se celebrará los días 29 y 30 de octubre en el Distrito Telefónica de Madrid. Los representantes de la cátedra Telefónica UPC-UPF son Víctor Baiges...

A falta de cuatro meses para su celebración, el Salón Internacional del Agua, del Riego y del Medio Ambiente mantiene un elevado ritmo de contratación y alcanza ya el 100% de ocupación en los pabellones 3, 4 y 5, una evolución que confirma el interés empresarial por participar en una de las principales citas profesionales del sector hídrico. La respuesta...

La localidad riojana de Ezcaray es escenario de una de las citas tecnológicas de este otoño no solo en La Rioja sino en todo el Valle del Ebro: el II Ezcaray Tech for Future, un congreso que pretende ser un punto de encuentro entre tecnología, innovación, empresas e instituciones para generar nuevas oportunidades desde el medio rural. Durante la inauguración...