FAST, la plataforma que permite desarrollar terapias contra bacterias multirresistentes en tiempo récord

Las bacterias resistentes a múltiples antimicrobianos plantean una grave preocupación para la salud mundial, que se perpetúa por la falta de nuevos tratamientos y plataformas de contramedidas para combatir los brotes o la resistencia a los antibióticos.

La gran mayoría de los fármacos en desarrollo clínico para patógenos prioritarios, según la definición de la Organización Mundial de la Salud, no introducen nuevas clases o dianas y no son específicos de patógenos, por lo que presentan un mayor riesgo de rápida adaptación bacteriana. Debido a la rápida adaptación bacteriana, existe la necesidad de plataformas de contramedidas que puedan generar soluciones antimicrobianas de manera fácil y rápida.

Una técnica desarrollada por el Chatterjee Laboratory de la University of Colorado Boulder utiliza una versión sintética de RNA llamada PNA (Peptidic Nucleic Acid) o ácido nucleico peptídico, para interrumpir la traducción, un proceso básico en las bacterias. La traducción es el proceso por el cual se sintetiza una proteína a partir de la información contenida en una molécula de RNA mensajero (mRNA). La molécula de PNA se adhiere al RNA bacteriano, impidiendo que lleve a cabo su función y resistiendo la degradación. El PNA evita que el RNA se traduzca en proteínas y también escapa de los procesos de detección de errores de las bacterias, lo que significa la destrucción bacteriana, ya que impide la multiplicación celular.

La plataforma Facile Accelerated specific therapeutic (FAST) presentada en el estudio puede matar bacterias resistentes a múltiples antimicrobianos en tiempo real por lo que podría usarse para generar terapias dirigidas que reemplacen a los antibióticos tradicionales, cada vez más ineficaces.

FAST es una plataforma semiautomatizada para el diseño, síntesis, prueba y administración rápida y eficiente de antibióticos antisentido de PNA. Puede desarrollar terapias de ácido nucleico peptídico (PNA) eficaces contra las bacterias multirresitentes en una semana, utilizando la caja de herramientas de bioinformática PNA Finder para diseñar PNA de secuencia específica que se dirigen a vías / genes de bacterias no tradicionales, y luego realiza la síntesis in situ, la validación y las pruebas de eficacia de los PNA seleccionados.

Como prueba de concepto, el laboratorio probó estos PNA frente a cinco aislados clínicos multirresistentes: Escherichia coli resistente a carbapenémicos, Klebsiella pneumoniae beta-lactamasa de espectro extendido, Klebsiella pneumoniae portadora de metalo-beta-lactamasa-1 de Nueva Delhi y Salmonella enterica multirresitente. Los PNA mostraron una inhibición significativa del crecimiento en el 82% de los tratamientos, y en casi el 18% de los tratamientos se produjo una inhibición superior al 97%. Estos PNA son capaces de potenciar la actividad antibiótica en los aislados clínicos a pesar de la presencia de genes de resistencia afines.

Para superar el transporte limitado de PNA en células de mamíferos, los autores incluyeron un enfoque de administración de PNA a células de mamíferos con infecciones bacterianas intracelulares basado en probióticos, utilizando el sistema de secreción de Tipo III (T3SS) de la bacteria.

Al apuntar solo al patógeno de interés, estas terapias con PNA pueden evitar el daño que los antibióticos actuales suponen para las bacterias beneficiosas para el organismo. El sistema puede enfocarse en atacar bacterias específicas y modificarse continuamente en función de los patrones de resistencia, adaptando los tratamientos a las bacterias resistentes emergentes.