Identifican una nueva diana terapéutica para las infecciones por E. coli resistente a antibióticos
Investigadores de la University of Alberta identificaron la proteasa GlpG como una nueva diana farmacológica para tratar la E. coli resistente a antibióticos, responsable de casi 250.000 muertes anuales por infecciones del tracto urinario. En pruebas de laboratorio, inhibir esta proteasa evitó la adhesión bacteriana y la formación de biopelículas.
Un equipo de investigación de la University of Alberta ha identificado una nueva diana farmacológica para tratar la bacteria dañina E. coli —que causa casi 250.000 muertes al año por infecciones del tracto urinario (UTI) y se está volviendo cada vez más resistente a los antibióticos. Una investigación publicada recientemente en Nature Communications muestra cómo la proteasa conocida como GlpG, situada en la membrana celular, es fundamental para la capacidad de la bacteria de infectar células humanas y resistir el tratamiento.
"Esta proteasa en la E. coli patógena es esencial para la formación de factores de virulencia conocidos como pili, pequeños apéndices parecidos a pelos que se sitúan en la superficie bacteriana y ayudan a la bacteria a adherirse a los tejidos", explica la investigadora principal Joanne Lemieux, profesora de bioquímica y vicedecana de investigación de la Faculty of Medicine & Dentistry. "También desempeña un papel clave en la formación de biopelículas que protegen a las bacterias del sistema inmunitario y de los antibióticos, lo que conduce a una infección persistente y crónica".
El equipo demostró que, al inhibir la proteasa GlpG en la E. coli patógena, se evitaba la adhesión y la invasión bacterianas en células de la vejiga y el riñón. Se detuvo la formación de biopelículas protectoras y se erradicaron biopelículas que ya habían comenzado a formarse.
La tasa mundial de muertes por UTI aumentó un 140 por ciento entre 1990 y 2019, en gran medida debido al incremento de la resistencia a clases de antibióticos de prescripción habitual. La World Health Organization ha incluido a E. coli como un patógeno de preocupación crítica. Se prevé que para 2050, las muertes debidas a la resistencia a los antimicrobianos igualen a las debidas al cáncer.
Hasta una quinta parte de las infecciones por E. coli ya son resistentes a los antibióticos. Los inhibidores de proteasas ya se utilizan como medicamentos para tratar otras enfermedades, como trastornos sanguíneos, HIV y COVID-19.
"Las infecciones UTI no afectan solo a las mujeres", señala la investigadora principal. "Hay pacientes pediátricos con UTI crónicas. Tanto los pacientes varones como las mujeres con catéteres padecen infecciones del tracto urinario. La gente sobrevive al tratamiento del cáncer de riñón y a la enfermedad renal, pero luego sucumbe a la urosepsis". La E. coli patógena también está implicada en la enfermedad inflamatoria intestinal, la enfermedad de Crohn y las obstrucciones de stents ureterales, que actualmente requieren sustitución quirúrgica.
El laboratorio se centra ahora en desarrollar nuevos fármacos que inhiban la proteasa en la E. coli patógena, dejando intacta la E. coli beneficiosa del intestino. El primer autor del artículo, Jimmy Lu, realizó el trabajo como parte de su tesis doctoral y ahora es becario posdoctoral de Mitacs con el socio industrial Applied Pharmaceutical Innovation. El desarrollo de fármacos puede tardar hasta 10 años, pero el laboratorio adquirió experiencia en este ámbito durante la pandemia y posee varias patentes de nuevos fármacos antivirales.
El equipo de investigación colaboró con colegas de bioquímica, microbiología médica y pediatría. La financiación de esta investigación provino de la Canada Foundation for Innovation, el Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada y la Alberta Graduate Excellence Scholarship. El trabajo también contó con el apoyo de la Stollery Children's Hospital Foundation y la Alberta Women's Health Foundation a través de WCHRI y Striving for Pandemic Preparedness - The Alberta Research Consortium.