La comprensión de la resistencia a los antibióticos utilizando cristalografía y cálculo

Marcha 11, 2016 Admin Salud 0 6
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Sin embargo, bacterias tales como E. coli son resistentes a la acción de carbapenems mediante la producción de enzimas (carbapenemase) que rompen un antibiótico específico enlace químico, destruyendo su actividad antimicrobiana.

Carbapenemase son miembros del grupo de enzimas denominadas beta-lactamasas que descomponen las penicilinas y antibióticos relacionados, pero no estaba claro por qué carbapenemase puede destruir carbapenems y otros beta-lactamasas no puede.




Usando simulaciones de dinámica molecular, el profesor Adrian Mulholland en la Facultad de Química y el Dr. Jim Spencer en la Escuela de Medicina Celular y Molecular, mostró cómo un tipo particular de enzima carbapenemase reorienta antibióticos unidos para promover su distribución y hacerlo ineficaz.

Profesor Mulholland dijo: "La clase de antibióticos llamados carbapenems, medicamentos relacionados a la penicilina, son cada vez más importante en el sector de la salud, tales como tratamientos para las infecciones bacterianas Hasta hace poco, los carbapenémicos fueron 'los antibióticos de último recurso", pero el creciente problema de la resistencia a otros fármacos en los organismos. tales como E. coli (la causa principal de infecciones del torrente sanguíneo en el Reino Unido) significa que los antibióticos carbapenémicos se están convirtiendo en la primera opción para estas infecciones. Esta es una preocupación porque hay pocas opciones de tratamiento para estos organismos. Pocas nuevos antibióticos eficaces contra estos patógenos están llegando a la clínica.

"La reciente aparición y la propagación de bacterias resistentes a los carbapenémicos es un problema grave y creciente:. Potencialmente, podríamos quedarnos sin tratamiento antibiótico eficaz para estas infecciones, por tanto, la aparición de bacterias resistentes a los carbapenémicos es muy preocupante".

En un estudio publicado en el Journal of the American Chemical Society (JACS), los científicos han combinado los experimentos de laboratorio con simulaciones por ordenador para estudiar cómo un tipo particular de carbapenemasas reconoce y rompe antibióticos.

El uso de la cristalografía de rayos X, se han obtenido dos "instantáneas" de carbapenemasas en el acto de romper un antibiótico de carbapenem. Esta información estructural estática se utilizó como punto de partida para las simulaciones que modelan los movimientos de la enzima y el antibiótico vinculado.

Las simulaciones mostraron que el carbapenemase reorienta la droga para promover su desglose. En las beta-lactamasas que no pueden romper los carbapenémicos, este reordenamiento no puede suceder, y luego la enzima no puede descomponer el antibiótico. Sabiendo esto debería ayudar en el diseño de nuevos fármacos capaces de resistirse a ser descompuesto.

Dr. Spencer dijo: "La combinación de laboratorio y técnicas computacionales de esta manera nos dio una imagen completa de los orígenes de la resistencia a los antibióticos Nuestros resultados proporcionan estructuras cristalográficas que fueron el punto de partida esencial para las simulaciones y las simulaciones fueron fundamental para la comprensión del comportamiento dinámico de. la enzima unida a las drogas.

"La identificación de las interacciones moleculares que hacen que una enzima capaz de descomponer las drogas, como lo hemos hecho aquí, es un importante primer paso hacia el cambio de la droga para vencer la resistencia de las bacterias a los antibióticos."

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