¿Cómo se diseñan los antibióticos?

Como mencionó Bob McCown, la mayoría de los antibióticos en uso hoy en día se descubrieron en la naturaleza. Típicamente, estos compuestos se modifican para mejorar la absorción, la distribución del tejido, la toxicidad y la estabilidad. Si nos fijamos en las estructuras químicas de algunos antibióticos, puede ver por qué fueron descubiertos en lugar de inventados. Aquí está la vancomicina, el antibiótico más recetado en los hospitales de los EE. UU .:

Si bien es posible sintetizar la vancomicina por medios químicos, estas síntesis son realmente de vanguardia química. Nadie buscaría nuevos antibióticos al sintetizar primero tales compuestos complejos y luego seleccionarlos para detectar actividad antimicrobiana.

Sin embargo, hay varios antibióticos importantes menos complejos que fueron sintetizados en lugar de encontrados. Las sulfamidas surgieron de la investigación de las propiedades antimicrobianas de los tintes de alquitrán de hulla en los laboratorios de Bayer en Alemania en la década de 1930. Aunque el uso de la mayoría de las sulfamidas fue eclipsado por el descubrimiento y la producción de penicilina en la década de 1940, el sulfametoxazol todavía se usa ampliamente en la actualidad, especialmente en combinación con trimetoprim.

Las quinolonas son quizás la clase más importante de antibióticos sintéticos. Incluyen ciprofloxacina (Cipro), uno de los antibióticos más recetados en el mundo. Fueron descubiertos accidentalmente durante una investigación sobre la síntesis del medicamento contra la malaria cloroquina. Debido a que son sintéticos y no se encuentran en la naturaleza, se esperaba que la resistencia a estos medicamentos no se desarrollara. Desafortunadamente ese no fue el caso. La resistencia a las fluoroquinolonas en las infecciones del tracto urinario por E. coli oscila entre el 10 y el 30% en todo el mundo.

Creo que la mayoría del descubrimiento de fármacos, incluido el descubrimiento de antibióticos, se lleva a cabo mediante el cribado de alto rendimiento de bibliotecas de muchos miles de candidatos, en lugar de mediante el diseño in silico de moléculas que se acoplarán a un objetivo. Christopher VanLang sabe mejor que yo si esto es cierto. Pero definitivamente es cierto que no se puede predecir el perfil de toxicidad de una droga con el software. Hay demasiadas interacciones posibles para ser capturadas en un algoritmo.

¡Qué tema tan fascinante!

La mayoría de los antibióticos en el pasado se han encontrado en la naturaleza y luego se han modificado para su uso en humanos. Ahora estamos haciendo modelos computarizados de moléculas de otros antibióticos para desarrollar otros nuevos.

Sospecho que hay personas que buscan objetivos químicos particulares en las bacterias y tratan de diseñar sustancias químicas que los ataquen.