No existe el antibi¨®tico perfecto

Combatir las enfermedades infecciosas exige matar a los microbios sin causar da?os a las c¨¦lulas del cuerpo. La penicilina destruye muchas bacterias sin ser t¨®xica para el cuerpo porque bloquea la formaci¨®n de una capa protectora de las bacterias ausente de nuestras c¨¦lulas. 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 antibi¨®tico se usase siempre de forma ¨®ptima, a la larga aparecer¨ªan 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 gen¨¦ticos. Es como si un ordenador crease infinitas variaciones de los genes de estas bacterias -cuyo n¨²mero es cien veces menor que los de nuestras c¨¦lulas-, duplicase cada 20 minutos el n¨²mero 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 antibi¨®ticos se han encontrado. Por eso se necesitan constantemente f¨¢rmacos nuevos para los que las bacterias a¨²n no se hayan hecho resistentes.

En el laboratorio de control gen¨¦tico del ciclo celular del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas (CSIC) llevamos casi veinte a?os estudiando en detalle c¨®mo se reproduce una bacteria, la Escherichia coli, que habita el intestino, y, aunque raramente es perjudicial, es muy ¨²til para estudiar a nivel molecular la reproducci¨®n bacteriana, la divisi¨®n celular. La idea es que si encontramos diferencias entre la maquinaria de divisi¨®n de las bacterias y la de las c¨¦lulas humanas se podr¨¢n dise?ar. nuevos f¨¢rmacos que utilicen esas diferencias para atajar las infecciones. Hace tres a?os, una llamada de Alfonso Valencia, entonces en el Laboratorio Europeo de Biolog¨ªa Molecular, en Heidelberg (Alemania), nos puso sobre la pista de una prote¨ªna que ya hab¨ªamos estudiando, la FtsA.

Sab¨ªamos que la bacteria la necesita para dividirse y ahora se ve¨ªa que su estructura se parece a la de la familia de prote¨ªnas a la que pertenece la actina, una prote¨ªna muy abundante en el m¨²sculo y que participa en las etapas finales de la divisi¨®n de las c¨¦lulas animales. La estructura que el grupo de Heidelberg pod¨ªa deducir, mediante estudios te¨®ricos en un ordenador, deb¨ªa contener un hueco en el que se colocase el ATP, una mol¨¦cula que suministra energ¨ªa. Se trataba entonces de comprobar si la- mol¨¦cula de FtsA real puede contener ATP. Los, ensayos bioqu¨ªmicos y, gen¨¦ticos que desarrollamos nos confirmaron que as¨ª era; es m¨¢s, pudimos ver que la FtsA, como le ocurre a otras prote¨ªnas de la misma familia, se puede modificar por fosforilaci¨®n (uni¨®n de un fosfato a un amino¨¢cido de la prote¨ªna). Por desgracia, la uni¨®n a ATP y la fosforilaci¨®n son mecanismos reguladores casi universales en todas las c¨¦lulas, por lo que ser¨ªa suicida intentar bloquearlos. Sin embargo, el ordenador nos dice que la estructura de FtsA s¨®lo se parece a la de actina en su interior, pero la superficie por donde FtsA puede interaccionar con otras prote¨ªnas necesarias para la divisi¨®n es bastante diferente.

Pensamos que cuando se conozcan en detalle se podr¨¢n utilizar estas diferencias para el dise?o de nuevos bactericidas. Nuestro trabajo [publicado en la revista EMBO -European Molecular Biology Organization-, art¨ªculo de portada, 17 de octubre de 1994] intenta conocer mejor los mecanismos biol¨®gicos por los que una c¨¦lula sencilla consigue regular con precisi¨®n su reproducci¨®n. Es s¨®lo investigaci¨®n b¨¢sica, pero muestra, una vez m¨¢s, que puede tener aspectos muy importantes en su aplicaci¨®n.

Miguel Vicente es investigador del Centro de Investigaciones Biol¨®gicas, del CSIC.