Antibióticos que se activan mediante la luz

El diseño de compuestos antibacterianos que se activan mediante luz permite desarrollar antibióticos más selectivos que actúan solo en la zona infectada, evitando así efectos secundarios.

Este avance es uno de los resultados de la tesis doctoral de Elena Contreras García, desarrollada en el Departamento de Química de la Universidad de La Rioja en España.

La tesis, titulada 'Photocontrol of Antibacterial Activity', ha sido dirigida por Diego Sampedro, investigador del Grupo de Fotoquímica Orgánica de la Universidad de La Rioja, y ha logrado la calificación de sobresaliente 'cum laude' con mención internacional al título.

En su tesis, Elena Contreras describe el diseño, síntesis y evaluación de compuestos cuya actividad antibacteriana puede ser controlada mediante el estímulo de la luz. Para lograrlo ha empleado dos estrategias: el uso de los llamados "interruptores moleculares" (moléculas capaces de activarse o desactivarse al ser irradiadas con luz), por una parte, y de "grupos fotoliberables" (moléculas que se rompen con la luz), por otra.

Los "interruptores moleculares" empleados se basan en isomería Z/E: son compuestos que al recibir determinado tipo de luz se transforman en su isómero (con la misma fórmula química pero distinta disposición de sus átomos en el espacio). "Uno de los isómeros -explica la doctora- es más activo que el otro (necesita menos concentración del compuesto antibacteriano para conseguir destruir el microorganismo o inhibir su crecimiento), de forma que se puede crear un sistema de tipo "on/off" y activar o desactivar el antibiótico en las zonas del cuerpo que interese, irradiándolas con la luz adecuada".

Por otro lado, la investigadora ha añadido "grupos fotoliberables" a diversos antibióticos comerciales; al recibir luz, los enlaces químicos que unen estos compuestos se rompen, liberando el medicamento. Así, es posible activar el antibiótico en el área específica a tratar, aunque no se puede volver a desactivar después.

Ambos tipos de compuestos mejoran la selectividad de los antibióticos, permitiendo que actúen solo en la zona infectada, sin afectar al resto del organismo, lo que evitaría muchos de los efectos secundarios de los medicamentos actuales.

Diego Sampedro y Elena Contreras. (Foto: Universidad de La Rioja)

"Podríamos tomar la forma no activa e irradiar con luz la zona afectada para activar el antibiótico únicamente en esa parte. En el resto del cuerpo permanecería en su forma inactiva. En el caso de los interruptores moleculares, podría además desactivarse una vez que la enfermedad ha sido tratada mediante una nueva irradiación", explica la doctora Contreras García.

En ambos casos, su uso permitiría, además, un mejor ajuste de las dosis necesarias y reforzaría la lucha contra la resistencia a los antibióticos, gracias a la menor presencia del compuesto activo en el cuerpo y, una vez eliminado por el organismo, en las aguas residuales.

Para la realización de esta tesis, Elena Contreras ha obtenido financiación a través de una beca FPI-UR y ha realizado una estancia predoctoral en el laboratorio del profesor Arthur Winter, en Universidad Estatal de Iowa en Estados Unidos. También ha contado con la colaboración del grupo OneHealth UR, coordinado por la catedrática Carmen Torres. (Fuente: Universidad de La Rioja)