La Organización Mundial de la Salud ha reconocido la rápida aparición de bacterias resistentes a los antibióticos como una amenaza global, instando al desarrollo urgente de nuevos antibióticos. Los polímeros catiónicos, una clase prometedora de agentes bioactivos, inducen la muerte de las células bacterianas al alterar físicamente sus membranas. Sin embargo, los procesos de polimerización deben diseñarse cuidadosamente para optimizar el potencial terapéutico de los polímeros catiónicos.
Los científicos, dirigidos por la Universidad Texas A&M, han logrado avances para abordar la amenaza de la resistencia a los antibióticos mediante el desarrollo de una nueva familia de polímeros. Estos polímeros pueden matar bacterias sin alterar las membranas de los microorganismos sin inducir Resistencia antibiótica.
Los polímeros recientemente sintetizados tienen potencial para combatir la resistencia a los antibióticos al ofrecer moléculas antibacterianas que operan a través de un mecanismo resistente al desarrollo por bacterias.
El Laboratorio Michaudel, que opera en la intersección de la química orgánica y la ciencia de los polímeros, sintetizó el nuevo polímero. Esto implicó diseñar una molécula cargada positivamente que podría coserse repetidamente para crear una molécula grande con el mismo motivo repetitivo utilizando un catalizador llamado AquaMet. La capacidad única del catalizador para tolerar altas concentraciones de cargas y al mismo tiempo ser soluble en agua resultó crucial para este proceso.
Después de crear con éxito los polímeros, el laboratorio Michaudel los probó contra bacterias resistentes a los antibióticos.E. coli y Staphylococcus aureus (MRSA), en colaboración con el grupo de la Dra. Jessica Schiffman de la Universidad de Massachusetts Amherst. Al mismo tiempo, evaluaron la toxicidad de los polímeros contra los glóbulos rojos humanos.
Dr. Quentin Michaudel, profesor asistente del Departamento de Química, dicho, “Un problema común con los polímeros antibacterianos es la falta de selectividad entre las bacterias y las células humanas cuando se dirigen a la membrana celular. La clave es lograr el equilibrio adecuado entre inhibir eficazmente el crecimiento de bacterias y matar varios tipos de células de forma indiscriminada”.
“Este proyecto tardó varios años en realizarse y no habría sido posible sin la ayuda de varios grupos y nuestros colaboradores de UMass. Por ejemplo, tuvimos que enviar algunas muestras al Laboratorio Letteri de la Universidad de Virginia para determinar la longitud de nuestros polímeros, lo que requirió utilizar un instrumento que pocos laboratorios en el país tienen. También estamos tremendamente agradecidos a [biochemistry Ph.D. candidate] Nathan Williams y el Dr. Jean-Philippe Pellois aquí en Texas A&M, quienes brindaron su experiencia en nuestra evaluación de la toxicidad contra los glóbulos rojos”.
Los científicos ahora se centrarán en mejorar la actividad de sus polímeros contra las bacterias (específicamente, su selectividad por las células bacterianas frente a las células humanas) antes de pasar a los ensayos in vivo.
Referencia de la revista:
- Sarah N. Hancock, Nattawut Yuntawattana, Emily Diep y otros. Polimerización por metátesis con apertura de anillo de norbornenos fusionados con N-metilpiridinio para acceder a polímeros catiónicos antibacterianos de cadena principal. PNAS. DOI: 10.1073/pnas.2311396120
2024-01-01 10:23:14
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