Péptidos antimicrobianos

Los péptidos antimicrobianos pueden ser una nueva arma contra los patógenos. En las fotografías podemos ver a la bacteria Pseudomonas aeruginosa (A) sin tratar, y tratada (B y C) con diferentes péptidos. origen de la imagen: The Scientist

La revista PLoS Pathogens ha publicado una interesante mini-revisión sobre los péptidos antimicrobianos o AMPs (AntiMicrobial peptides). Este tipo de moléculas es producido por una gran diversidad de organismos tanto procariotas como eucariotas. En el caso de los vertebrados son parte esencial de la respuesta inmune innata. Su actividad antimicrobiana es muy potente y puede neutralizar a una amplia gama de microbios, incluidos virus, bacterias, protozoos y hongos. Lógicamente, en estos tiempos de preocupación por el incremento de las resistencias bacterianas a los antibióticos, los AMPs han despertado el interés de la industria farmacéutica como posibles alternativas terapéuticas frente a las infecciones.

Los AMPs suelen ser moléculas con carga positiva de carácter anfipático y de longitud y composición variable (de 6 a 100 aminoácidos). En la figura 1 se muestran los cuatro grupos en los que se clasifican dependiendo de su estructura secundaria. Se han descrito unos 1600 diferentes, y como suele pasar, los más estudiados son los de origen humano: catelicidinas, defensinas e histatinas.

Figura 1: Los AMPS se agrupan en cuatro clases según la estructura secundaria que presentan: alfa helicoidales, hojas-beta, estructura extendida y bucles. (origen de la imagen: Peters et al.)

A pesar de su diversidad estructural, el mecanismo de acción de los AMPs suele ser a través de la formación de poros destruyendo así la integridad de la membrana citoplasmática. Pero no es el único mecanismo descrito. Otros AMPs actúan bien inhibiendo actividades enzimáticas o bien interrumpiendo procesos vitales como la replicación del DNA o la transcripción (Figura 2).

Figura 2: Diferentes mecanismos de acción de los AMPs. A Ruptura de la integridad de la membrana: (1) los AMPs se insertan al azar en la membrana, (2) e interaccionan entre sí a través de sus secuencias hidrofóbicas lo que causa (3) que una parte de la membrana sea removida y se forme un poro. B Inhibición de la síntesis de DNA.C Bloqueo de la síntesis de RNA. D Inhibición de las enzimas necesarias para la síntesis la estructura de la pared celular. E Inhibición de los ribosomas. F Bloqueo de las chaperonas impidiendo el plegamiento de las proteínas. G Inactivación de la mitocondria. (1) inhibición de la cadena respiratoria, (2) ruptura de la membrana mitocondrial (origen de la imagen: Peters et al.)

La propiedad más interesante de muchos AMPs no es su actividad antimicrobiana, sino su poca toxicidad hacia las células eucariotas animales. La segunda en interés, es que no es fácil que un microorganismo desarrolle una resistencia frente a los AMPs (aunque no es imposible). Además de como antimicrobianos, otra de las posibles aplicaciones de los AMPs sería su utilización en combinación con otras sustancias antimicrobianas buscando efectos sinérgicos. Los AMPs alterarían las membranas del patógeno permitiendo que otras moléculas, como los antibióticos clásicos, penetraran más fácilmente y ejercieran su acción bactericida.

Como era de esperar, la historia de su posible aplicación terapéutica tiene sus "peros". El principal de todos es su coste de producción. No son nada fáciles de producir en el laboratorio. Otro es que los AMPs son bastante susceptibles a la degradación proteolítica. Se ha descrito que hay cepas de la levadura patógena Candida albicans que producen una aspartil-proteasa que degrada a la histatina-5, un AMPs que está presente en la saliva. Confiemos que el creciente interés en estas moléculas por cada vez un mayor número de laboratorios permita desarrollar unas nuevas armas para nuestros arsenales de antimicrobianos.

Peters BM, Shirtliff ME, & Jabra-Rizk MA (2010). Antimicrobial peptides: primeval molecules or future drugs? PLoS pathogens, 6 (10) PMID: 21060861