La síntesis química automatizada utilizando “química de clic” ha producido una nueva clase prometedora de compuestos antibióticos, que potencialmente ofrece una solución a la creciente crisis de bacterias resistentes a los medicamentos. Investigadores de la Universidad de York han utilizado sistemas robóticos para crear y probar rápidamente más de 600 complejos metálicos, identificando varios que muestran una potente actividad antibacteriana con niveles de toxicidad aceptables. Este enfoque representa un cambio significativo con respecto a la investigación tradicional con antibióticos, que se ha centrado en gran medida en moléculas basadas en carbono.
La creciente amenaza de la resistencia a los antibióticos
La aparición de bacterias resistentes a los medicamentos existentes es un problema crítico de salud pública. Los antibióticos existentes se están volviendo ineficaces, lo que exige una exploración urgente de nuevos espacios químicos. Durante décadas, la investigación se ha concentrado en compuestos orgánicos, dejando en gran medida intactas las estructuras de base metálica. Estos complejos metálicos ofrecen una clara ventaja: sus formas tridimensionales únicas presentan nuevas vías de interacción con objetivos bacterianos, lo que potencialmente elude los mecanismos de resistencia existentes.
Cómo se produjo el gran avance: “Química del clic” y automatización
El equipo de investigación, dirigido por Angelo Frei, empleó una estrategia de síntesis de alto rendimiento. Utilizaron un robot de manipulación de líquidos para realizar una “química de clic”, una reacción altamente eficiente que combina rápidamente moléculas de azida y alquino para formar anillos de nitrógeno estables. Este método permitió al equipo generar una vasta biblioteca de complejos metálicos en solo una semana. El proceso implicó combinar 192 ligandos orgánicos diferentes con cinco metales diferentes, lo que dio como resultado 672 compuestos únicos.
Hallazgos clave: el iridio y el renio son prometedores
El examen inicial reveló que los compuestos que contienen iridio y renio exhibían la actividad antibacteriana más fuerte contra Staphylococcus aureus, una infección común y peligrosa adquirida en hospitales. Más de la mitad de los compuestos de iridio y renio demostraron inhibición del crecimiento, con niveles de toxicidad variables. Después de una purificación adicional, se destacó un complejo de iridio, que mostró un nivel de actividad de 50 a 100 veces mayor que su toxicidad para las células humanas.
El camino a seguir: estabilidad, seguridad y ensayos clínicos
Si bien estos hallazgos son prometedores, aún son preliminares. Expertos como Mark Blaskovich enfatizan la necesidad de realizar pruebas rigurosas para garantizar propiedades similares a las de los fármacos: estabilidad química y efectos mínimos fuera del objetivo. La siguiente fase requiere estudios in vivo (modelos animales) seguidos de ensayos clínicos en humanos para confirmar la seguridad y eficacia. El equipo también planea incorporar inteligencia artificial, utilizando el aprendizaje automático para predecir las estructuras más prometedoras para futuras síntesis.
La automatización de este proceso tiene el potencial de revolucionar el descubrimiento de antibióticos, acortando los plazos de desarrollo y ampliando la búsqueda de nuevas soluciones a la resistencia a los antibióticos.
En última instancia, esta investigación demuestra el poder de combinar la química de vanguardia con sistemas automatizados para abordar uno de los desafíos más apremiantes de la medicina moderna.
