Los antibióticos han existido desde hace mucho tiempo y sabemos qué proteínas bacterianas atacan. Los betalactámicos como la amoxicilina inhiben la enzima que reticula los peptidoglicanos en las paredes celulares bacterianas. Las fluoroquinolonas como la ciprofloxacina se unen a las topoisomerasas del ADN y evitan que se enrollen y desenrollen los cromosomas bacterianos. ¿Y qué? ¿De qué manera el bloqueo de estos procesos mata células bacterianas?
Resulta que no sabemos mucho sobre cómo los antibióticos matan las bacterias, aunque estamos empezando a obtener algunas pistas.
Una de estas pistas es que algunos antibióticos requieren la síntesis de proteínas bacterianas para ser eficaces: la inhibición de la síntesis de proteínas reduce la letalidad de ß-lactámicos, por ejemplo [1]. Simplemente bloquear la síntesis de la pared celular no conduce a la muerte rápida y completa de las bacterias, se necesita algo más.
La investigación adicional muestra que los antibióticos inducen respuestas de estrés bacteriano, y son estas respuestas, en lugar de la actividad inmediata de los antibióticos, lo que lleva a la muerte celular. De hecho, una teoría unificada de la muerte celular inducida por antibióticos está empezando a surgir en la que varias clases de antibióticos funcionan a través de un mecanismo común.
Esencialmente, la respuesta de estrés de las células a los antibióticos causa la desregulación del potencial eléctrico de la membrana cuidadosamente controlada. Todas las células generan energía química bombeando protones cargados positivamente fuera de la célula, dejando un exceso de electrones cargados negativamente dentro. El potencial eléctrico creado por este mecanismo es enorme, como ha señalado Nick Lane, a escala celular es equivalente a un rayo.
Normalmente, esta potencia se utiliza para convertir un ensamblaje molecular parecido a una turbina (ATP sintasa) que convierte la energía eléctrica en energía química. Pero cuando se interrumpe el flujo de energía, se libera una tormenta de electrones altamente reactivos en la célula, donde destruyen todo: proteínas, ADN, ARN [2].
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De https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc…
Aún no comprendemos todos los pasos que hacen que esto suceda. Esa caja azul en la figura que dice “Feedback metabólico” es realmente una caja negra. Pero esta investigación seguramente debería conducir a nuevas estrategias para diseñar antibióticos y suprimir la evolución de la resistencia a los antibióticos.
Notas a pie de página
[1] Disparo de la degradación de la pared celular autolítica en Escherichia coli por antibióticos beta-lactámicos.
[2] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc…
