8,000 nuevas combinaciones de antibióticos son sorprendentemente efectivas

By | octubre 5, 2018

Los biólogos han identificado más de 8,000 nuevas combinaciones de antibióticos que son sorprendentemente eficaces. «Esperamos que varias de estas combinaciones, o más, funcionen mucho mejor que los antibióticos existentes», dijo uno de los investigadores, profesor de ecología y biología evolutiva.

8,000 nuevas combinaciones de antibióticos son sorprendentemente efectivas

8,000 nuevas combinaciones de antibióticos son sorprendentemente efectivas

Los científicos tradicionalmente han creído que la combinación de más de dos medicamentos para combatir las bacterias dañinas produciría rendimientos decrecientes. La teoría predominante es que los beneficios incrementales de combinar tres o más medicamentos serían demasiado pequeños para importar, o que las interacciones entre los medicamentos harían que sus beneficios se anularan unos a otros.

Ahora, un equipo de biólogos de UCLA ha descubierto miles de combinaciones de antibióticos de cuatro y cinco fármacos que son más efectivas para matar las bacterias dañinas de lo que sugerían las opiniones predominantes. Sus hallazgos, publicados hoy en la revista npj Systems Biology and Applications, podrían ser un paso importante para proteger la salud pública en un momento en que los patógenos y las infecciones comunes se vuelven cada vez más resistentes a los antibióticos.

«Existe una tradición de usar solo un medicamento, tal vez dos», dijo Pamela Yeh, una de las autoras principales del estudio y profesora asistente de UCLA de ecología y biología evolutiva. «Estamos ofreciendo una alternativa que parece muy prometedora. No debemos limitarnos a medicamentos únicos o combinaciones de dos medicamentos en nuestra caja de herramientas médica. Esperamos que varias de estas combinaciones, o más, funcionen mucho mejor que los antibióticos existentes. »

Trabajando con ocho antibióticos, los investigadores analizaron cómo cada combinación posible de cuatro y cinco fármacos, incluidos muchos con diferentes dosis, un total de 18.278 combinaciones en total, funcionaba contra E. coli . Esperaban que algunas de las combinaciones fueran muy efectivas para matar a las bacterias, pero se sorprendieron por la cantidad de combinaciones potentes que descubrieron.

Artículo relacionado >  ¿Comer alimentos orgánicos protege contra el cáncer?

Por cada combinación que probaron, los investigadores primero predijeron qué tan efectivos pensaron que sería detener el crecimiento de E. coli . Entre las combinaciones de cuatro medicamentos, hubo 1.676 agrupaciones que se desempeñaron mejor de lo esperado. Entre las combinaciones de cinco medicamentos, 6,443 agrupaciones fueron más efectivas de lo esperado.

«Me quedé impresionado por la cantidad de combinaciones efectivas que existen a medida que aumentamos el número de medicamentos», dijo Van Savage, otro autor principal del estudio y profesor de ecología y biología evolutiva de la UCLA y de biomatemáticas. «Las personas pueden pensar que saben cómo interactuarán las combinaciones de medicamentos, pero realmente no».

Por otro lado, 2,331 combinaciones de cuatro medicamentos y 5,199 combinaciones de cinco medicamentos fueron menos efectivas de lo que los investigadores esperaban que fueran, dijo Elif Tekin, el autor principal del estudio, que fue un investigador postdoctoral de UCLA durante la investigación.

Algunas de las combinaciones de cuatro y cinco fármacos fueron efectivas, al menos en parte, porque los medicamentos individuales tienen diferentes mecanismos para atacar a E. coli. Los ocho evaluados por los investigadores de UCLA trabajan de seis maneras únicas.

«Algunas drogas atacan las paredes de las células, otras atacan el ADN dentro», dijo Savage. «Es como atacar un castillo o una fortaleza. Combinar diferentes métodos de ataque puede ser más efectivo que un solo enfoque».

Dijo Yeh: «Un todo puede ser mucho más, o mucho menos, que la suma de sus partes, como a menudo vemos con un equipo de béisbol o baloncesto». (Como ejemplo, ella citó la decisiva victoria inesperada en el campeonato de la NBA de los Detroit Pistons en 2004 – un equipo cohesionado sin superestrellas – sobre un equipo de Los Angeles Lakers con los futuros miembros del Salón de la Fama Kobe Bryant, Shaquille O’Neal, Karl Malone y Gary Payton.)

Artículo relacionado >  ¿Por qué comprar alimentos orgánicos?

Yeh agregó que, aunque los resultados son muy prometedores, las combinaciones de fármacos se han probado solo en un laboratorio y probablemente están por lo menos a años de ser evaluados como posibles tratamientos para las personas.

«Con el espectro de resistencia a los antibióticos que amenaza con revertir el cuidado de la salud a la era anterior al antibiótico, la capacidad de usar combinaciones más juiciosas de antibióticos existentes que pierden potencia individualmente es bienvenida», dijo Michael Kurilla, director de la División de Innovación Clínica. en los Institutos Nacionales de la Salud / Centro Nacional para el Avance de la Ciencia Traslacional. «Este trabajo acelerará las pruebas en humanos de las prometedoras combinaciones de antibióticos para las infecciones bacterianas que estamos mal equipados para enfrentar hoy».

Los investigadores están creando software de acceso abierto basado en su trabajo que planean poner a disposición de otros científicos el próximo año. El software permitirá a otros investigadores analizar las diferentes combinaciones de antibióticos estudiadas por los biólogos de la UCLA, y para ingresar datos de sus propias pruebas de combinaciones de medicamentos.

Usando un marco MAGIC

Un componente del software es una fórmula matemática para analizar cómo interactúan múltiples factores, que los científicos de UCLA desarrollaron como parte de su investigación. Ellos llaman al marco «análisis matemático para las interacciones generales de los componentes» o MAGIC.

Artículo relacionado >  Use miel en lugar de antibióticos para tratar la tos

«Creemos que MAGIC es una herramienta generalizable que se puede aplicar a otras enfermedades, incluido el cáncer, y en muchas otras áreas con tres o más componentes que interactúan, para comprender mejor cómo funciona un sistema complejo», dijo Tekin.

Savage dijo que planea usar conceptos de ese marco en su investigación en curso sobre cómo la temperatura, la lluvia, la luz y otros factores afectan la selva amazónica.

Él, Yeh y Mirta Galesic, profesor de dinámica social humana en el Instituto Santa Fe, también están utilizando MAGIC en un estudio sobre cómo la formación de ideas de las personas está influenciada por sus padres, amigos, escuelas, medios y otras instituciones, y cómo esos factores interactúan.

«Encaja perfectamente con nuestro interés en componentes que interactúan», dijo Yeh.

Otros coautores del nuevo estudio son Cynthia White, una graduada de UCLA que fue una técnica de investigación mientras trabajaba en el proyecto; Tina Kang, estudiante de doctorado de UCLA; Nina Singh, estudiante de la Universidad del Sur de California; Mauricio Cruz-Loya, un estudiante de doctorado de UCLA; y Robert Damoiseaux, profesor de farmacología molecular y médica, y director de Molecular Screening Shared Resource de la UCLA, una instalación con tecnología avanzada de robótica donde Tekin, White y Kang realizaron gran parte de la investigación.

El equipo de investigación informó en 2016 que las combinaciones de tres antibióticos a menudo pueden superar la resistencia de las bacterias a los antibióticos, incluso cuando ninguno de los tres antibióticos en sí mismo, o incluso dos de los tres juntos, es efectivo. Los biólogos informaron en 2017 dos combinaciones de medicamentos que son inesperadamente exitosos para reducir el crecimiento de la bacteria E. coli .


Fuente:

  1. University of California – Los Angeles