Cómo interactúan los antibióticos
Comprender los efectos de cuello de botella en la traducción de las proteínas bacterianas puede llevar a una combinación más efectiva de antibióticos
Por lo general, es difícil predecir qué tan bien funcionarán las drogas cuando se combinan. A veces, dos antibióticos aumentan su efecto e inhiben el crecimiento de las bacterias más eficientemente de lo esperado. En otros casos, el efecto combinado es más débil. Dado que hay muchas formas diferentes de combinar los medicamentos, como los antibióticos, es importante poder predecir el efecto de estas combinaciones de medicamentos. Un nuevo estudio ha descubierto que a menudo es posible predecir los resultados de la combinación de ciertos antibióticos mediante la caracterización cuantitativa de la forma en que funcionan los antibióticos individuales. Ese es el resultado de un estudio conjunto del profesor Tobias Bollenbach de la Universidad de Colonia con el profesor Gašper Tkačik y el investigador doctoral Bor Kavčič del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria.
ulleo, pixabay.com
Queríamos averiguar cómo funcionan los antibióticos que inhiben la síntesis de proteínas en las bacterias cuando se combinan entre sí, y predecir estos efectos en la medida de lo posible, utilizando modelos matemáticos", explicó Bollenbach. Como jefe del grupo de investigación 'Física Biológica y Biología de Sistemas' de la Universidad de Colonia, explora cómo responden las células a las combinaciones de drogas y otras señales.
Los ribosomas bacterianos pueden traducir gradualmente la secuencia de ADN de los genes a la secuencia de aminoácidos de las proteínas (traducción). Muchos antibióticos se dirigen a este proceso e inhiben la traducción. Diferentes antibióticos bloquean específicamente diferentes pasos del ciclo de traducción. Los científicos descubrieron que las interacciones entre los antibióticos son a menudo causadas por cuellos de botella en el ciclo de traducción. Por ejemplo, los antibióticos que inhiben el comienzo y la mitad del ciclo de traducción tienen efectos mucho más débiles cuando se combinan.
A fin de aclarar los mecanismos subyacentes de las interacciones de los medicamentos, los científicos crearon cuellos de botella artificiales en la traducción que imitan genéticamente el efecto de determinados antibióticos. Si ese cuello de botella se encuentra en la mitad del ciclo de traducción, se forma un atasco de ribosomas, que se disuelve al introducir otro cuello de botella al comienzo del ciclo de traducción. Utilizando una combinación de modelos teóricos de la física estadística y experimentos, los científicos mostraron que este efecto explica la interacción de los medicamentos entre los antibióticos que bloquean estos pasos de traducción.
Tobias Bollenbach concluyó: "Una comprensión cuantitativa del efecto de los antibióticos individuales nos permite predecir el efecto de las combinaciones de antibióticos sin tener que probar todas las combinaciones posibles por ensayo y error". Este hallazgo es importante porque el mismo enfoque puede ser aplicado a otras drogas, permitiendo el desarrollo de nuevas combinaciones de drogas particularmente efectivas a largo plazo".
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