¿Qué sucede cuando los antibióticos que matan las bacterias dañinas dejan de funcionar? Surge una emergencia global, según la Organización Mundial de la Salud Resistencia a los agentes antimicrobianos. – incluido antibióticos – Una de las 10 principales amenazas a la salud pública mundial que enfrenta la humanidad.
En 2019, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. habían mostrado que tanto las infecciones como las muertes debidas a la resistencia a los antibióticos estaban disminuyendo. Eso cambió repentinamente en 2020, con Obstáculos relacionados con las epidemias Vinculado, por ejemplo, con un cambio forzado del seguimiento de la resistencia a los antimicrobianos al seguimiento de los casos de COVID-19 y un aumento en las prescripciones de antibióticos, lo que aumentó la presión para que se propague la resistencia.
Profesora asistente de química de W&M Izzy Taylor y su laboratorio El objetivo es descubrir nuevas estrategias antibióticas que bloqueen las vías de comunicación entre las bacterias en lugar de matarlas. Su investigación presentó recientemente una Simposio STEM «Investigación en progreso»Parte de una serie de eventos financiados por la Oficina del Decano de Artes y Ciencias y la Oficina del Rector para reducir los silos de investigación y fortalecer el entorno de investigación de W&M. antes Semana Mundial de Concientización sobre la Resistencia a los AntimicrobianosWilliam & Mary News se sentó con Taylor para comprender cómo su investigación continúa abordando esta crisis global emergente.
La entrevista ha sido editada para mayor extensión y claridad.
P: ¿Cómo continuará su investigación para abordar la resistencia a los antimicrobianos?
R: Se centra en nuestra investigación. Pseudomonas aeruginosa, una bacteria que es resistente a una variedad de antibióticos y que a menudo ataca a pacientes inmunodeprimidos en entornos hospitalarios. Es un sistema modelo realmente excelente para que estudiemos antibióticos que siguen mecanismos no convencionales que afectan la capacidad de las bacterias para causar infecciones y enfermar a alguien.
En el laboratorio de Taylor, nos centramos en la comunicación entre células, un mecanismo llamado detección de quórum, que es realmente importante. Pseudomonas Infectar al huésped y enfermarlo. Nuestra idea detrás de este mecanismo de comunicación es que no es necesario Pseudomonas vivir. Y entonces, nuestro proceso de pensamiento es que hay menos impulso Pseudomonas Desarrollar un mecanismo de resistencia para un fármaco que no afecta la capacidad de las bacterias para sobrevivir sino que inhibe su proceso de comunicación.
Creo que el problema puede decirse que no somos muy creativos con los antibióticos que tenemos y utilizamos en la clínica, ya que siguen sólo unos pocos mecanismos simples. Cuando dejan de funcionar y los gusanos se vuelven resistentes, simplemente hacemos cambios menores en los mismos medicamentos que básicamente siguen el mismo mecanismo de matar células. Y por eso, de hecho, se necesitan antibióticos que no maten las bacterias, sino que solo las desarmen. Eso es lo que estamos tratando de hacer juntos. Pseudomonas.
P: ¿Se pueden generalizar sus hallazgos a otras bacterias? ¿Qué tan novedosa es esta corriente de investigación?
R: Basado en nuestra extensa investigación Pseudomonas Se puede generalizar por completo a otras bacterias, ya que prácticamente todas las especies bacterianas utilizan la detección de quórum como proceso de comunicación, cada una de formas ligeramente diferentes.
En términos de desarrollo de fármacos, el enfoque que estamos adoptando ahora es verdaderamente único. Pseudomonas aeruginosa. Por lo tanto, es poco probable que cualquier fármaco que podamos tomar funcione contra otras especies de bacterias: en cierto modo, esto es algo muy bueno porque las especies de bacterias beneficiosas también utilizan la detección de quórum y no conviene tocarlas. Proceso de interacción de microbios «buenos».
Dado que estamos muy centrados en una especie de bacteria en particular, los tipos de antibióticos que intentamos desarrollar no serán de amplio espectro: serán muy específicos. Pseudomonas aeruginosa. En mi opinión, eso está bien. Ésta sigue siendo un área en la que necesitamos antibióticos eficaces, porque realmente no hay ninguno en la clínica. Además, quiero recalcar que es un problema al que vale la pena prestarle atención aunque no lo veamos. Pseudomonas Infecciones principalmente en la población general, porque en realidad es un problema para aquellos que están inmunodeprimidos.
Hasta la fecha, actualmente no existen antibióticos que se dirijan a la detección de quórum, pero otros grupos de investigación están trabajando en este mecanismo. El proyecto que he llevado aquí a William y Mary es una continuación del trabajo que comencé durante mi postdoctorado en el Laboratorio Basler de Princeton.
P: ¿Por qué decidiste concentrarte? Pseudomonas aeruginosa?
R: Creo que todo se reduce a que quiero centrarme en la detección de quórum y Pseudomonas Uno de ellos son los carteles de patógenos bacterianos con detección de quórum.
Para alguien a quien le gusta utilizar la química como herramienta para comprender la biología, la detección de quórum es un campo increíble en el que participar. La detección de quórum es básicamente lenguaje químico: para los biólogos químicos, es realmente un sueño poder entrar allí, jugar y crear nuevas moléculas inspiradas en las moléculas naturales que las bacterias utilizan para comunicarse entre sí.
P: ¿Cómo se relaciona su investigación con otros campos?
R: Ser biólogo químico, como su nombre indica, significa que interactúo mucho con el departamento de biología.
En un nivel más filosófico, la idea de estudiar la detección de quórum me parece un poco lingüista. Me parece que estamos traduciendo lenguajes bacterianos. Entonces, creo que hay algo en el comportamiento y el lenguaje, y en las interacciones culturales que ocurren entre las bacterias, que las personas en humanidades pueden ver reflejadas en la ciencia que estamos haciendo.
P: ¿Tiene estudiantes de otros departamentos en su laboratorio? ¿Cuál es su motivación?
Nawab Khair Bux Mari: Tenemos carreras de biología y química; Los neurocientíficos también suelen preguntarme sobre mis investigaciones.
Creo que la motivación más obvia para ellos es la idea de que lo que están haciendo en el laboratorio puede traducirse en la fabricación de un fármaco que pueda ayudar a las personas. Estamos trabajando en las primeras etapas de lo que llamamos descubrimiento de fármacos: estamos identificando moléculas que potencialmente podrían convertirse en agentes terapéuticos y estoy muy entusiasmado con los resultados que mis alumnos están obteniendo.
Pero también creo que están aprendiendo que es igualmente satisfactorio descubrir las partes de la biología básica, es decir, qué sucede a nivel molecular en estas bacterias que les permite comunicarse entre sí. Y aunque estamos interesados principalmente en desarrollar fármacos potenciales, también estamos siempre interesados en juntar más y más piezas del rompecabezas para comprender realmente, a nivel molecular, cuál es el panorama completo de la detección de quórum.
P: El tema de la Semana de Concientización sobre la RAM de 2023 enfatiza la colaboración intersectorial para preservar la eficacia de los antimicrobianos. ¿Cómo ayuda exactamente la química?
R: Lo que es más interesante para mí es que a la gente se le están ocurriendo nuevas ideas y mecanismos para los antibióticos. Creo que uno de los problemas reales que ha llevado a la actual crisis de resistencia es que realmente no hemos ido más allá de los mecanismos tradicionales de los antibióticos.
Actualmente, no creo que haya muchos recursos, al menos en la industria farmacéutica, que se estén invirtiendo en el desarrollo de nuevos antibióticos con nuevos mecanismos de acción. Muchos científicos y químicos académicos en realidad están investigando estos otros mecanismos, buscando cosas nuevas que podamos probar y desarrollar. Y está sucediendo ahora mismo en los laboratorios académicos, hay universidades que están intensificando y realizando investigaciones en biología básica para decir que este enfoque puede tener éxito y que debemos dedicarle recursos.
P: ¿Cree que a veces se malinterpreta el papel de los antibióticos?
R: No trabajo en una clínica, pero creo que existe una idea errónea común sobre lo que nos enferma. Y realmente es cuestión de preguntar cuál es la causa raíz porque eso determina qué se debe hacer al respecto.
Lo que he visto y oído sobre los antibióticos es que muchas personas no entienden que si su médico le receta un tratamiento completo de antibióticos a lo largo del tiempo, debe terminar esta prescripción, debe tomar estos tratamientos con antibióticos y seguir adelante. a ellos Porque si deja de hacerlo temprano, tal vez porque se siente mejor, es entonces cuando las bacterias persistentes (aquellas que han mutado y son resistentes a ese antibiótico) tienen la oportunidad de florecer.
Cuando toma antibióticos, ejerce presión sobre las bacterias que causan la infección y mata a la mayoría de ellas. A menudo hay algunas células que sufren mutaciones y sobreviven a este tratamiento inicial. Y así, si te deshaces de la gran mayoría de las células que están allí, es posible que empieces a sentirte mejor, pero no completar el tratamiento es darles a las que están vivas la oportunidad de volver a crecer y regresar como superbacterias.
Antonella Di Marzio, Redactor de investigación senior
