Un avance podría cambiar la lucha contra una letal bacteria multirresistente que causa neumonía

El Staphylococcus aureus es uno de los patógenos más peligrosos para la salud pública y así lo advirtió la Organización Mundial de la Salud (OMS). Es responsable de infecciones graves como neumonía, sepsis y síndrome de choque tóxico. Además, esta bacteria ha logrado resistir múltiples tratamientos antibióticos y las infecciones se presentan tanto en hospitales como en la comunidad. Sin embargo, un nuevo avance podría cambiar el panorama. Un equipo de investigadores desarrolló una clase de agentes terapéuticos capaces de inhibir la toxina clave α-hemolisina, una de las principales responsables del daño en los tejidos pulmonares durante la infección.

En su última actualización, la OMS ha clasificado a Staphylococcus aureus como un patógeno prioritario debido a su capacidad de evadir tratamientos antibióticos convencionales, con las cepas resistentes a la meticilina (SARM) como protagonistas de complicaciones ante tratamientos. Según datos emitidos por el máximo ente sanitario internacional, la incidencia de infecciones graves causadas por S. aureus resistente a la meticilina, como las septicemias, tiene una tasa mediana del 12,11%. Es decir que, del total de afectados por esta bacteria, más de uno de cada diez tiene dificultades para tratar la infección debido a la resistencia a los antibióticos.

En América Latina, más del 50% de las infecciones por esta bacteria son resistentes a la meticilina, una situación que dificulta el tratamiento y aumenta la mortalidad, especialmente en pacientes con sistemas inmunitarios debilitados. Estos patógenos se encuentran ampliamente distribuidos a nivel mundial y suponen un reto significativo para los sistemas de salud actuales. A pesar de los tratamientos intensivos, la mortalidad entre los pacientes infectados supera el 20 por ciento.

Sin embargo, el descubrimiento de esta nueva clase de agentes, llamados quinoxalindionos, representa un cambio importante, ya que los agentes no atacan directamente a la bacteria, sino que neutralizan la toxina α-hemolisina, que son determinantes en la destrucción de los tejidos pulmonares.

El estudio, realizado por un equipo internacional liderado por el Helmholtz Centre for Infection Research (HZI), fue publicado en la revista Cell Host & Microbe, y muestra el potencial de una nueva clase de compuestos, los quinoxalindionos, y cómo el desarrollo de estos agentes terapéuticos también podría reducir la presión sobre los antibióticos, acción fundamental para frenar la creciente resistencia antimicrobiana. Los avances en este campo sugieren que es posible tratar infecciones graves con nuevas estrategias y representa un paso importante en la lucha contra las infecciones resistentes.

La toxina α-hemolisina: el objetivo del nuevo tratamiento

La toxina α-hemolisina es una proteína crucial en la patogenicidad de S. aureus, ya que forma poros en las membranas celulares de los pulmones, permite la filtración de iones de calcio y provoca la ruptura de las células. Además de esto, esta sustancia afecta a las células inmunitarias, lo que amplifica la inflamación y empeora la infección.

En este sentido, este mecanismo de acción ha sido un objetivo clave para los investigadores. A través de un innovador sistema de pruebas, el equipo del HZI analizó más de 180,000 compuestos para identificar aquellos que pudieran inhibir la actividad de α-hemolisina. Los compuestos quinoxalindionos, en particular el H052, demostraron ser altamente efectivos en bloquear la formación de los poros y reducir el daño celular.

Según señaló en un comunicado de prensa el doctor Aditya Shekhar, primer autor del estudio; “Nuestro objetivo era desarrollar una pequeña molécula que neutralizara la toxina antes de que causara daño, y eso es exactamente lo que hacen los quinoxalindionos”. Y agregó: “Fue particularmente impresionante que no solo pudimos proteger las células, sino también mejorar significativamente la supervivencia en ratones infectados”.

Este tratamiento no solo previene el daño directo a las células pulmonares, sino que también reduce la inflamación asociada a la infección. En modelos animales, este compuesto ha mostrado un impacto significativo al disminuir la carga bacteriana y los marcadores inflamatorios en los pulmones de ratones infectados. De este modo, esta sustancia se presenta como una opción terapéutica adicional, especialmente para pacientes con infecciones graves que no responden a los antibióticos.

“Incluso con antibióticos efectivos, las infecciones por Staphylococcus aureus son a menudo difíciles de tratar”, explicó el profesor Mark Brönstrup, autor principal del estudio y jefe del departamento de ‘Biología Química’ en el HZI. Es que el H052 también presenta ventajas al tratar las infecciones de S. aureus resistente. Dado que actúa sobre la toxina y no sobre la bacteria, el riesgo de resistencia es considerablemente menor. Este enfoque novedoso podría ofrecer una solución para enfermedades que, hasta ahora, han sido extremadamente difíciles de tratar debido a la resistencia antimicrobiana.

“Nuestros resultados muestran que incluso las grandes toxinas bacterianas pueden ser inhibidas específicamente por pequeñas moléculas, lo que abre puertas a una clase completamente nueva de antiinfecciosos”, agrega Shekhar, quien resaltó que esta molécula “podría usarse especialmente como una preparación intravenosa en hospitales, por ejemplo, para prevenir neumonía grave en pacientes de alto riesgo”.

Además, al no depender de la destrucción directa de la bacteria, este tratamiento preserva la microbiota del paciente. Esto es particularmente importante en pacientes con sistemas inmunitarios comprometidos, ya que los antibióticos tradicionales pueden eliminar bacterias beneficiosas y desencadenar infecciones secundarias. Los pathoblockers, como los quinoxalindionos, se presentan como una opción más específica y menos invasiva, que proporciona un enfoque complementario que podría mejorar los resultados del tratamiento y reducir la mortalidad asociada a infecciones por S. aureus.

Potencial de los quinoxalindionos en la lucha contra la resistencia antimicrobiana

El descubrimiento de los quinoxalindionos como inhibidores específicos de la toxina α-hemolisina marca un avance importante en la lucha contra las infecciones resistentes. Estos compuestos, a diferencia de los antibióticos tradicionales, actúan sobre los factores de virulencia que permiten a las bacterias causar daño.

En experimentos realizados en ratones infectados con cepas resistentes de Staphylococcus aureus, el H052 aumentó la tasa de supervivencia y redujo la carga bacteriana en los pulmones. Pero eso no es todo, ya que los quinoxalindionos podrían producirse a un costo menor en comparación con los antibióticos tradicionales o los tratamientos basados en anticuerpos monoclonales.

“Nuestra nueva estrategia no ataca la bacteria en sí, sino que neutraliza específicamente una toxina que produce. Esto abre una nueva perspectiva terapéutica, especialmente para personas gravemente enfermas y de alto riesgo”, agregó Brönstrup. Es que la investigación sobre los quinoxalindionos también sugiere que este tipo de pathoblockers podría ser utilizado en combinación con antibióticos para mejorar la eficacia del tratamiento, en especial para superar la resistencia a los antibióticos y reducir la mortalidad asociada a infecciones graves.