Un nuevo estudio ha identificado un posible talón de Aquiles en las capas protectoras que rodean a las bacterias Gram negativas que podría ayudar al desarrollo de antibióticos de nueva generación. El estudio, realizado conjuntamente por el profesor Waldemar Vollmer y el Dr. Federico Corona en la Universidad de Newcastle, junto con el profesor Colin Kleanthous y el Dr. Gideon Mamou en el Departamento de Bioquímica de la Universidad de Oxford, en Reino Unido, y publicado en la revista ‘Nature’, muestra que las bacterias Gram negativas dependen de la pared celular para sincronizar la construcción de la membrana externa.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha declarado que la resistencia a los antimicrobianos (AMR) es una de las 10 principales amenazas para la salud pública mundial. Algunas bacterias ya se han vuelto resistentes a todos los antibióticos conocidos. Especialmente problemáticas son las bacterias Gram negativas multirresistentes, como ‘Escherichia coli’, ‘Pseudomonas aeruginosa’ y ‘Klebsiella pneumoniae’, que causan neumonías y sepsis. Su membrana externa reside más allá de la pared celular y excluye muchas clases de antibióticos que de otro modo se dirigirían a ella.

La investigación revela que la pared celular, compuesta por un material resistente conocido como peptidoglicano, ejerce un control sorprendente sobre el lugar en el que se introducen las nuevas proteínas en la membrana externa mediante una proteína de biogénesis esencial conocida como BamA. Esto ayuda a las bacterias a coordinar estas capas, lo que es crucial para su crecimiento.

El profesor Vollmer, del Centro de Biología Celular Bacteriana del Instituto de Biociencias de la Universidad de Newcastle, explica que “las bacterias son diminutas, pero tienen una presión interna muy alta. Tienen una fuerte pared celular para soportar esta presión y evitar que estallen, al tiempo que les permite crecer y dividirse. Lo que hemos revelado por primera vez es cómo, a medida que crecen, el proceso de expansión de la pared está vinculado al de la membrana externa que hay más allá”, destaca.

Crecimiento de la membrana

La investigación reveló que la edad del peptidoglicano -compuesto de aminoácidos y azúcares- es el factor clave. El peptidoglicano “viejo”, que se encuentra principalmente en los polos (extremos) de las células, bloquea completamente la biogénesis de nuevas proteínas de la membrana externa. Por el contrario, el peptidoglicano “nuevo” que se produce principalmente en los lugares donde las células están a punto de dividirse, permite la mayor cantidad de crecimiento de la membrana externa. Este mecanismo garantiza que las bacterias mantengan un estrecho control sobre ambas capas de la envoltura celular.

El profesor Kleanthous, de Oxford, reconoce que nunca sospecharon que las bacterias Gram negativas dependieran tanto de la pared celular para coordinar el crecimiento de la membrana externa. “La interrupción de esta comunicación cruzada ‘abriría’ literalmente las bacterias Gram negativas, haciéndolas vulnerables a los antibióticos que la membrana externa excluye de otro modo”, apunta.