Grupo de investigación multidisciplinario UNAB obtiene interesantes hallazgos para el desarrollo de compuestos antimicrobianos

Un grupo de investigación multidisciplinario de las facultades de Ciencias Exactas, Ciencias de la Vida y Medicina de la Universidad Andrés Bello, junto a un académico de la USACH y un académico de la PUC, publicaron los resultados de un estudio sobre un compuesto orgánico (piridina base de Schiff) que tiene un particular puente de hidrógeno intramolecular, y que presenta un efecto antibacteriano sobre bacterias Gram positivo.

Las bacterias son microorganismos procariotas muy pequeños -del orden de los micrómetros- y poseen diversas formas. De acuerdo con la configuración de su envoltura, se clasifican en bacterias Gram positivo (membrana citoplásmica rodeado de una gruesa pared) y Gram negativo (membrana citoplásmica rodeada por una pared más delgada y una membrana externa adicional).

Entre las bacterias Gram positivo peligrosas se encuentran el Staphylococcus aureus, que produce desde infecciones cutáneas a infecciones del aparato gastrointestinal, e incluso enfermedades de riesgo vital; Bacillus cereus, que causa diarrea y dolor abdominal, y Enterococcus faecalis, que puede causar infecciones intrahospitalarias como endocarditis e infecciones urinarias, entre otras.

“Hasta hace no mucho, estas bacterias podían ser tratadas efectivamente con antibióticos. El problema es que, ante el uso indebido y excesivo de estos fármacos, las bacterias han desarrollado resistencia a una gran variedad de antibióticos utilizados en su tratamiento, lo que es grave para la salud mundial”, explica el Dr. Alexander Carreño, investigador del Centro de Nanociencias Aplicadas (CANS) de la Facultad de Ciencias Exactas.

De hecho, la Organización Mundial de la Salud (OMS) declaró que la resistencia a los antimicrobianos es una de las diez principales amenazas de salud pública a las que se enfrenta la humanidad. La rápida propagación mundial de bacterias multirresistentes y panresistentes (también conocidas como «superbacterias») que provocan infecciones que no pueden ser tratadas con antibióticos es alarmante, y aumenta los riesgos para pacientes sometidos a cirugías, pacientes hospitalizados o aquellos que requieren ser atendidos con dispositivos como ventiladores y catéteres intravenosos. De ahí el creciente interés por desarrollar nuevos antimicrobianos con capacidad de eludir la resistencia y atacar a las bacterias definidas por la OMS como “patógenos prioritarios”.

La investigación bactericida
En el trabajo de investigación desarrollado por investigadores e investigadoras UNAB y publicado recientemente en la revista International Journal of Molecular Sciences, se estudió la base de Schiff derivada de un ácido amino benzoico llamado ácido (E)-4-amino-3-((3,5-di-ter-butil-2-hidroxibencilideno)amino) benzoico (SB-1). Se trata de un compuesto orgánico de tamaño molecular pequeño que presenta un puente de hidrógeno intramolecular, una interacción electrostática entre un átomo de nitrógeno de la base de Schiff y el átomo de hidrógeno del anillo fenólico que, en esta molécula, contribuye a su estabilización. Estos puentes de hidrógeno se encuentran en las macromoléculas presentes en los sistemas biológicos.

El compuesto SB-1 presentó actividad antibiótica frente a Staphylococcus aureus, Bacillus cereus y Enterococcus faecalis, todas ellas bacterias Gram positivo, y ninguna acción frente a bacterias Gram negativo como Klebsiella pneumoniae o Salmonella enterica. Esta respuesta diferencial podría explicarse por las distintas configuraciones de las envolturas bacterianas, aunque este punto aún está en estudio.

“Interesantemente, el compuesto SB-1 es capaz de ejercer su acción biocida a concentraciones similares a las cuales lo hace el antibiótico clásico bacteriostático cloranfenicol, lo que hace que el desarrollo de compuestos antimicrobianos basados en modificaciones químicas de SB-1 sea bastante prometedor”, señala el Dr. Juan Fuentes, microbiólogo de la Facultad de Ciencias de la Vida.

“Junto con ello”, precisa el Dr. Carreño, “en este artículo también incorporamos un estudio de las propiedades estructurales, electrónicas y ópticas de SB-1, incluyendo un estudio computacional DFT y de reactividad, todo lo cual contribuye a una mayor comprensión de este compuesto”.

Por su parte, el Dr. Fuentes, agregó que este trabajo “claramente indica que la interacción entre grupos multidisciplinarios permite responder preguntas más complejas que requieren ser abordadas desde diversas disciplinas, como la Química y la Biología. Estas preguntas no podrían ser respondidas por un solo grupo de investigación”.

Así, esta investigación es un ejemplo más de cómo el trabajo interdisciplinario de diversos especialistas, cada uno desde sus respectivas líneas de investigación, aporta al conocimiento básico y aplicado en temas que son de interés para el país, como lo es la salud.

El estudio contó con la participación del Dr. Alexander Carreño, investigador del Laboratorio de Síntesis Organometálica del Centro de Nanociencias Aplicadas (CANS) de la Facultad de Ciencias Exactas; el Dr. Dayán Páez, director (I) del centro CANS; la Dra. Eyleen Araya y el Dr. Jorge Martínez, ambos académicos del Departamento de Ciencias Químicas de la Facultad de Ciencias Exactas; el Dr. Juan Fuentes, investigador principal del Laboratorio de Genética y Patogénesis Bacteriana y director (I) del Doctorado en Biotecnología de la Facultad de Ciencias de la Vida; y la Dra. Carolina Otero, académica de la Facultad de Medicina. También participaron Rosaly Morales, estudiante del Doctorado en Físico Química Molecular; Andrés Silva, estudiante del Doctorado en Biotecnología, y la estudiante de Medicina, Macarena Rivera. También es coautor el Dr. Manuel Gacitúa, electroquímico e investigador de la Universidad de Santiago y el Dr. Marcelo Preite, académico de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

Este trabajo fue financiado por el proyecto Fondecyt de Inicio 11170637, dirigido por el Dr. Alexander Carreño; el Núcleo UNAB DI-02-19/N dirigido por el Dr. Juan Fuentes; y el Fondecyt 1190011 dirigido por el Dr. Manuel Gacitúa.