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Por Leonardo Coscia
Evolución de proteínas y resistencia a antibióticos
2 de enero de 2009
La evolución de las proteínas es crucial para la aptitud o supervivencia de los organismos, ya que permite que estos se adapten a las nuevas condiciones de su entorno. Investigaciones realizadas por investigadores del Conicet y publicadas en la revista científica “Proceedings of the National Academy of Sciences”, permitieron identificar el mecanismo por el cual ciertas mutaciones confieren a las bacterias una mayor resistencia a antibióticos.
En el contexto de las ciencias de la vida, la evolución es un cambio genético que puede llevar a la aparición de nuevas especies o a la adaptación de éstas a distintos ambientes.
Este año, se cumplen 200 años del nacimiento de Charles Darwin y 150 años de la publicación de su famoso libro “Sobre el origen de las especies”, por lo cual se llevarán a cabo una serie de celebraciones en Museo de Historia Natural en Londres y en todo el mundo.
Y si bien la palabra evolución está indisolublemente asociada con el nombre de Darwin, en particular a cambios en especies, el concepto de evolución también se aplica a moléculas como las proteínas.
La evolución de las proteínas es crucial para la aptitud o supervivencia de los organismos, ya que permite que estos se adapten a las nuevas condiciones de su entorno. A pesar de tratarse de moléculas -y por lo tanto, más sencillas de estudiar que un organismo completo-, el curso de la evolución de las proteínas no es entendido en su totalidad, porque depende de una compleja interacción entre su secuencia, estructura, función y estabilidad.
La resistencia a antibióticos en bacterias patógenas depende en gran parte de la acción de una proteína, una enzima llamada beta-lactamasa, que inactiva el antibiótico. Por lo tanto, las bacterias podrán sobrevivir al ambiente adverso que genera un antibiótico de acuerdo a la eficiencia de estas β-lactamasas.
El uso masivo e indiscriminado de antibióticos, ha conllevado a que las bacterias desarrollen mecanismos de resistencia a ellos, lo cual generalmente tiene lugar por selección de beta-lactamasas más eficientes merced a la evolución.
Investigaciones realizadas en el Instituto de Biologia Molecular y Celular de Rosario (Conicet-UNR), publicadas en la prestigiosa revista científica “Proceedings of the National Academy of Sciences”, permitieron identificar el mecanismo por el cual ciertas mutaciones confieren a las bacterias una mayor resistencia a antibióticos. El primer autor del trabajo es Pablo Tomatis, becario postdoctoral de Conicet, en el grupo de Alejandro Vila, investigador del Consejo.
Este mismo grupo logró, hace unos años, evolucionar en el laboratorio una β-lactamasa capaz de conferir mayor resistencia a antibióticos. Ahora, mediante estudios estructurales, bioquímicos y microbiológicos, fueron capaces de determinar que la evolución de la proteína fue debida a cambios que tuvieron lugar lejos del sitio donde la enzima une e inactiva al antibiótico, en principio una idea que contradice la intuición.
Esos pequeños cambios son capaces de incidir a distancia en la reacción química que lleva a la inactivación del antibiótico. Además, se demostró que la proteína evolucionó ganando más flexibilidad en su estructura.
Los resultados obtenidos, además de contribuir al conocimiento general de cómo evolucionan las proteínas podrían llevar a desarrollar fármacos más efectivos anticipándose a la evolución natural de las bacterias. O sea, no solo le daría a la ciencia una ventaja en la carrera contra la resistencia bacteriana, sino que puede ayudar a detener el círculo vicioso desarrollando antibióticos que las lactamasas no puedan romper.
Este trabajo ha sido financiado por Conicet, el Foncyt y el Howard Hughes Medical Institute (Estados Unidos).
En el contexto de las ciencias de la vida, la evolución es un cambio genético que puede llevar a la aparición de nuevas especies o a la adaptación de éstas a distintos ambientes.
Este año, se cumplen 200 años del nacimiento de Charles Darwin y 150 años de la publicación de su famoso libro “Sobre el origen de las especies”, por lo cual se llevarán a cabo una serie de celebraciones en Museo de Historia Natural en Londres y en todo el mundo.
Y si bien la palabra evolución está indisolublemente asociada con el nombre de Darwin, en particular a cambios en especies, el concepto de evolución también se aplica a moléculas como las proteínas.
La evolución de las proteínas es crucial para la aptitud o supervivencia de los organismos, ya que permite que estos se adapten a las nuevas condiciones de su entorno. A pesar de tratarse de moléculas -y por lo tanto, más sencillas de estudiar que un organismo completo-, el curso de la evolución de las proteínas no es entendido en su totalidad, porque depende de una compleja interacción entre su secuencia, estructura, función y estabilidad.
La resistencia a antibióticos en bacterias patógenas depende en gran parte de la acción de una proteína, una enzima llamada beta-lactamasa, que inactiva el antibiótico. Por lo tanto, las bacterias podrán sobrevivir al ambiente adverso que genera un antibiótico de acuerdo a la eficiencia de estas β-lactamasas.
El uso masivo e indiscriminado de antibióticos, ha conllevado a que las bacterias desarrollen mecanismos de resistencia a ellos, lo cual generalmente tiene lugar por selección de beta-lactamasas más eficientes merced a la evolución.
Investigaciones realizadas en el Instituto de Biologia Molecular y Celular de Rosario (Conicet-UNR), publicadas en la prestigiosa revista científica “Proceedings of the National Academy of Sciences”, permitieron identificar el mecanismo por el cual ciertas mutaciones confieren a las bacterias una mayor resistencia a antibióticos. El primer autor del trabajo es Pablo Tomatis, becario postdoctoral de Conicet, en el grupo de Alejandro Vila, investigador del Consejo.
Este mismo grupo logró, hace unos años, evolucionar en el laboratorio una β-lactamasa capaz de conferir mayor resistencia a antibióticos. Ahora, mediante estudios estructurales, bioquímicos y microbiológicos, fueron capaces de determinar que la evolución de la proteína fue debida a cambios que tuvieron lugar lejos del sitio donde la enzima une e inactiva al antibiótico, en principio una idea que contradice la intuición.
Esos pequeños cambios son capaces de incidir a distancia en la reacción química que lleva a la inactivación del antibiótico. Además, se demostró que la proteína evolucionó ganando más flexibilidad en su estructura.
Los resultados obtenidos, además de contribuir al conocimiento general de cómo evolucionan las proteínas podrían llevar a desarrollar fármacos más efectivos anticipándose a la evolución natural de las bacterias. O sea, no solo le daría a la ciencia una ventaja en la carrera contra la resistencia bacteriana, sino que puede ayudar a detener el círculo vicioso desarrollando antibióticos que las lactamasas no puedan romper.
Este trabajo ha sido financiado por Conicet, el Foncyt y el Howard Hughes Medical Institute (Estados Unidos).