Investigadores de la Universidad de Alberta han identificado un nuevo objetivo farmacológico para tratar las bacterias dañinas E. coli, responsables de casi 250.000 muertes anuales por infecciones del tracto urinario (ITU) y que están mostrando una resistencia cada vez mayor a los antibióticos.
Una investigación publicada recientemente en Nature Communications revela que la proteasa conocida como GlpG, ubicada en la membrana celular, es fundamental para la capacidad de la bacteria de infectar las células humanas y resistir el tratamiento.
“Esta proteasa en la E. coli patógena es esencial para la formación de factores de virulencia conocidos como pili, pequeñas apéndices similares a pelos que se encuentran en la superficie bacteriana y ayudan a la bacteria a adherirse a los tejidos”, explica la investigadora principal Joanne Lemieux, profesora de bioquímica y vicedecana de investigación de la Facultad de Medicina y Odontología. “También desempeña un papel clave en la formación de biopelículas que protegen a las bacterias del sistema inmunológico y de los antibióticos, lo que lleva a infecciones persistentes y crónicas”.
El equipo demostró que al inhibir la proteasa GlpG en la E. coli patógena, se previno la adhesión e invasión bacteriana en las células de la vejiga y el riñón. Se detuvo la formación de biopelículas protectoras y se eliminaron las biopelículas que ya habían comenzado a formarse.
El laboratorio de Lemieux se centra ahora en el desarrollo de nuevos fármacos que inhiban la proteasa en la E. coli patógena, sin afectar a las E. coli beneficiosas presentes en el intestino.
La tasa de mortalidad mundial por ITU aumentó un 140 por ciento entre 1990 y 2019, en gran parte debido al aumento de la resistencia a las clases de antibióticos comúnmente prescritos.
Lemieux afirma que la resistencia antimicrobiana es ahora una emergencia global.
“Se prevé que para 2050, las muertes por resistencia antimicrobiana igualen a las causadas por el cáncer”, dice Lemieux, y señala que la Organización Mundial de la Salud ha incluido a la E. coli como un patógeno de gran preocupación.
“Las infecciones del tracto urinario no solo afectan a las mujeres”, dice Lemieux. “Existen pacientes pediátricos con ITU crónicas. Tanto pacientes masculinos como femeninos con catéteres sufren infecciones del tracto urinario. Personas están sobreviviendo al tratamiento del cáncer de riñón y a enfermedades renales, pero luego sucumben a la urosepsis”.
Lemieux añade que la E. coli patógena también está implicada en enfermedades inflamatorias intestinales, la enfermedad de Crohn y obstrucciones del uréter, que actualmente requieren reemplazo quirúrgico.
Considera alentador poder identificar un nuevo objetivo contra la bacteria, ya que hasta una quinta parte de las infecciones por E. coli ya son resistentes a los antibióticos. Los inhibidores de la proteasa ya se utilizan como medicamentos para tratar otras enfermedades como trastornos sanguíneos, el VIH y el COVID-19.
Lemieux colaboró con colegas de bioquímica, microbiología médica y pediatría para esta investigación. El primer autor del artículo, Jimmy Lu, realizó el trabajo como parte de su tesis doctoral y ahora es investigador postdoctoral de Mitacs con el socio de la industria Applied Pharmaceutical Innovation, trabajando en el laboratorio de Lemieux.
Reconoce que el desarrollo de fármacos puede tardar hasta 10 años, pero su laboratorio adquirió experiencia en esta área durante la pandemia y posee varias patentes para nuevos fármacos antivirales.
“La ITU es una enfermedad infecciosa tan común que la gente la da por sentada, asumiendo que siempre habrá un antibiótico disponible”, dice Lemieux. “Es urgente que invirtamos en el desarrollo de contramedidas antibacterianas ahora, porque el proceso de descubrimiento de fármacos lleva mucho tiempo. Comprender los factores de virulencia de la E. coli patógena es el primer paso”.
