No existe el antibiótico perfecto

Combatir las enfermedades infecciosas exige matar a los microbios sin causar daños a las células del cuerpo. La penicilina destruye muchas bacterias sin ser tóxica para el cuerpo porque bloquea la formación de una capa protectora de las bacterias ausente de nuestras células. Pese a su eficacia, la penicilina ha perdido con el tiempo, con rapidez por su mal uso, la capacidad de matar a muchas bacterias que se han hecho resistentes.Incluso si un antibiótico se usase siempre de forma óptima, a la larga aparecerían bacterias resistentes porque la supervivencia de sus poblaciones reside en la rapidez con la que se multiplican y en lo bien que toleran los cambios genéticos. Es como si un ordenador crease infinitas variaciones de los genes de estas bacterias -cuyo número es cien veces menor que los de nuestras células-, duplicase cada 20 minutos el número de bacterias y ensayase sin parar las variaciones producidas. Como resultado, alguna resulta resistente a la penicilina y, aunque sus hermanas mueran, sus descendientes pronto vuelven a ser numerosos. Lo mismo ocurre con cuantos antibióticos se han encontrado. Por eso se necesitan constantemente fármacos nuevos para los que las bacterias aún no se hayan hecho resistentes.

En el laboratorio de control genético del ciclo celular del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) llevamos casi veinte años estudiando en detalle cómo se reproduce una bacteria, la Escherichia coli, que habita el intestino, y, aunque raramente es perjudicial, es muy útil para estudiar a nivel molecular la reproducción bacteriana, la división celular. La idea es que si encontramos diferencias entre la maquinaria de división de las bacterias y la de las células humanas se podrán diseñar. nuevos fármacos que utilicen esas diferencias para atajar las infecciones. Hace tres años, una llamada de Alfonso Valencia, entonces en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular, en Heidelberg (Alemania), nos puso sobre la pista de una proteína que ya habíamos estudiando, la FtsA.

Sabíamos que la bacteria la necesita para dividirse y ahora se veía que su estructura se parece a la de la familia de proteínas a la que pertenece la actina, una proteína muy abundante en el músculo y que participa en las etapas finales de la división de las células animales. La estructura que el grupo de Heidelberg podía deducir, mediante estudios teóricos en un ordenador, debía contener un hueco en el que se colocase el ATP, una molécula que suministra energía. Se trataba entonces de comprobar si la- molécula de FtsA real puede contener ATP. Los, ensayos bioquímicos y, genéticos que desarrollamos nos confirmaron que así era; es más, pudimos ver que la FtsA, como le ocurre a otras proteínas de la misma familia, se puede modificar por fosforilación (unión de un fosfato a un aminoácido de la proteína). Por desgracia, la unión a ATP y la fosforilación son mecanismos reguladores casi universales en todas las células, por lo que sería suicida intentar bloquearlos. Sin embargo, el ordenador nos dice que la estructura de FtsA sólo se parece a la de actina en su interior, pero la superficie por donde FtsA puede interaccionar con otras proteínas necesarias para la división es bastante diferente.

Pensamos que cuando se conozcan en detalle se podrán utilizar estas diferencias para el diseño de nuevos bactericidas. Nuestro trabajo [publicado en la revista EMBO -European Molecular Biology Organization-, artículo de portada, 17 de octubre de 1994] intenta conocer mejor los mecanismos biológicos por los que una célula sencilla consigue regular con precisión su reproducción. Es sólo investigación básica, pero muestra, una vez más, que puede tener aspectos muy importantes en su aplicación.

Miguel Vicente es investigador del Centro de Investigaciones Biológicas, del CSIC.