La resistencia de las bacterias a los antibióticos actuales comienza a ser una situación problemática, situando a la comunidad científica y sanitaria en una carrera por el bienestar de la población. En este contexto, las propuestas innovadoras son más que bienvenidas. Así es como surge el proyecto Replicate, liderado por el científico Ignacio Insua y financiado con una ayuda ERC Starting Grant.
"Lo que propone el proyecto es un cambio de paradigma sobre cómo funcionan los antibióticos en concreto, y los medicamentos en general", explica Insua, investigador del CiQUS. "Así, en lugar de administrar una molécula tradicional, como la penicilina, la idea es administrar dos precursores inactivos."
Pero, ¿qué sentido tendría tomar un medicamento que no hace nada en el cuerpo? El investigador tiene la respuesta: "Estos precursores están diseñados químicamente para acumularse en las bacterias. Estas tienen unos requerimientos nutricionales diferentes a los del cuerpo humano, por lo que aprovechamos eso para dirigirlos hacia ellas. Una vez están dentro, son capaces de conectarse. Así, esos dos precursores se unen en una única molécula, ahora sí, activa. Y la peculiaridad de esta acción química es que es autorreplicante. Es decir, una vez que esta molécula de antibiótico se activa dentro de la bacteria, cataliza la formación de la siguiente, y así sucesivamente. De este modo, se activan rápidamente altas dosis de antibiótico en el foco de la infección."
Primeros pasos
El equipo de Insua viene de publicar su primer trabajo dentro de este proyecto, estudio estructural de anfifilos peptídicos cortos con autorreplicación autocatalítica. En este, el objetivo es "encontrar la secuencia más pequeña de estructuras capaces de reconocerse". Este reconocimiento es imprescindible para que las moléculas sean capaces de unirse entre ellas y hacer copias de sí mismas, algo que ocurre de manera natural en el ADN. "Una vez que tenemos acotado cuál es el límite inferior podemos construir sobre él para sofisticarlo todo lo que sea necesario", manifiesta el autor.
Una vez que estas moléculas se activan dentro de las bacterias, funcionan como "agentes líticos, es decir, como detergentes. Son capaces de disolver la membrana de las bacterias, haciendo tremendamente difícil que estas sean capaces de mutar o desarrollar resistencia, ya que es un mecanismo muy inespecífico", explica Insua.
Tradicionalmente, los antibióticos funcionan atacando una parte concreta de las bacterias, inexistente en el cuerpo humano. Precisamente por este motivo son seguros para las personas, pero también es el motivo por el que aparecen las resistencias, siendo "demasiado específicos".
La importancia de la ciencia básica
Aunque esta capacidad de autorreplicación molecular ya fue descrita en la década de 1990, "era un concepto no aplicado. Yo me especialicé en este campo, teniendo ya un bagaje en antibióticos, por lo que uní las piezas del rompecabezas y ví que podría ser algo con mucho potencial para este campo", relata Insua.
Así, comenzó a realizar algunas pruebas de concepto, necesarias para poder optar al financiamiento de la ERC. En estas, demostró que "unas moléculas de péptidos eran capaces de hacer lo que pretendíamos". Ahora, este financiamiento permitirá al equipo optimizar todo el sistema y desarrollar la tecnología.
Este es un ejemplo más de la importancia de la ciencia básica: "No se sabe en qué momento puede ser fuente de inspiración o una herramienta necesaria para abrir una puerta tecnológica como esta. Es una idea que lleva latente 30 años".
En este sentido, Insua destaca además la importancia del trabajo multidisciplinar, capaz de abordar esta investigación desde múltiples áreas como la química, la farmacología o la nanotecnología, todas ellas presentes en el personal de su equipo. "Precisamente por este motivo es un proyecto que se está desarrollando en el CiQUS, puesto que es un centro que tiene esta filosofía presente tanto en equipamiento como en personal. Es un centro idóneo para realizar proyectos en la frontera de la química y la biología", manifiesta.
Un enfoque innovador
El hecho de que sea un proyecto innovador y sin precedentes hace que el proyecto tenga que enfrentar un gran reto, en palabras del investigador: "No hay ningún ejemplo en la farmacología actual de terapias ni tratamientos que funcionen así. Por tanto, no hay nada en lo que basarse y nos toca abrir camino".
Con todo, esta dificultad también pone sobre la mesa la posibilidad de un cambio de paradigma. "No hablamos solo de abordar las infecciones bacterianas. Lo que estamos haciendo podría reescribir cómo se conciben los medicamentos desde su propio diseño", explica Insua.
Así, para el investigador las posibilidades están completamente abiertas: "Toda la tecnología que desarrollemos puede ser trasladada a otras células que queramos atacar, por ejemplo, el cáncer, utilizando marcadores específicos para estos tumores. Si bien es cierto que el abordaje de la resistencia a los antibióticos es un motor porque es la carrera científico-sanitaria de este siglo, entender este proyecto solo de esta manera sería un poco limitado. Es una nueva estrategia de diseño de medicamentos y de terapia inteligente".
Por Laura Veiga, GCiencia.
