Un sistema robótico de laboratorio acaba de hacer en unos días lo que antes llevaba meses de trabajo manual. Un equipo de la Universidad de York ha sintetizado y analizado más de setecientos complejos metálicos en una semana y de entre ellos ha salido un candidato muy prometedor a nuevo antibiótico basado en iridio, capaz de matar
El contexto no es menor. La resistencia a los antibióticos se considera ya una pandemia silenciosa, responsable de más de un millón de muertes al año en todo el mundo. Sin fármacos eficaces, operaciones rutinarias, tratamientos de cáncer o trasplantes se vuelven mucho más arriesgados porque una infección común puede dejar de tener tratamiento. Además, la ONU y la OMS recuerdan que los residuos de antibióticos que llegan a aguas residuales, ríos o suelos favorecen la aparición de superbacterias, de modo que el problema es sanitario, pero también claramente ambiental.
Frente a este escenario, el grupo del químico Angelo Frei ha mirado donde pocos miran. En lugar de seguir ajustando moléculas orgánicas planas, las de siempre, han apostado por complejos metálicos, estructuras tridimensionales con geometrías mucho más variadas. Esa forma en relieve permite interactuar con las bacterias de maneras nuevas y puede esquivar los trucos de resistencia que ya inutilizan muchos antibióticos clásicos.
Para explorar este territorio casi virgen han unido dos piezas clave. Por un lado, la química clic basada en triazoles, una reacción muy fiable que permite “atornillar” entre sí fragmentos moleculares como si fueran piezas de un mecano. Por otro, un sistema robótico que maneja microplacas y pipetas de forma automática. El resultado es una biblioteca de ciento noventa y dos ligandos orgánicos que se combinaron con cinco metales distintos dando lugar a seiscientos setenta y dos complejos metálicos nuevos, más de setecientos compuestos si contamos variantes adicionales. Todo en condiciones suaves y con muy pocos disolventes y reactivos desperdiciados.
La estrategia que han usado se conoce como “Directo a la biología”. En lugar de purificar uno a uno todos los productos, se testean directamente las mezclas de reacción en placas de noventa y seis pocillos. Se mide si frenan el crecimiento de bacterias como Staphylococcus aureus y si al mismo tiempo son poco tóxicos para células humanas de riñón. Es una especie de criba exprés que evita invertir tiempo y dinero en moléculas que no hacen nada o que resultan demasiado tóxicas. Solo las más prometedoras pasan a la fase de síntesis y caracterización exhaustiva.
De este cribado salieron seis metaloantibióticos con resultados llamativos. Varios complejos de renio e iridio mostraron una actividad muy alta frente a bacterias grampositivas, con concentraciones efectivas en el rango nanomolar, similares a las de la vancomicina, uno de los antibióticos de referencia en hospital. El compuesto estrella es un complejo de iridio que combina potencia y selectividad, hasta cincuenta o cien veces más tóxico para la bacteria que para las células humanas y sin romper glóbulos rojos, lo que le da una ventana terapéutica muy amplia.
Angelo Frei lo resumía de forma muy clara al presentar el trabajo. Explicaba que la tubería de nuevos antibióticos lleva décadas casi seca y que los métodos de búsqueda tradicionales son demasiado lentos y poco atractivos para la industria. “Tenemos que pensar de forma diferente”, señalaba, y añadía que lo realmente importante no es solo haber encontrado un complejo de iridio interesante, sino haber demostrado una forma mucho más rápida de encontrar la famosa aguja en el pajar.
¿Por qué debería importar esto a quienes se preocupan por medio ambiente y salud? Porque la resistencia a los antimicrobianos es un problema típico de enfoque “Una sola salud”. El uso masivo de antibióticos en personas, ganadería y acuicultura, junto con la mala gestión de aguas residuales, está llenando ríos y depuradoras de bacterias resistentes y genes de resistencia. Organismos internacionales advierten de que esta contaminación antimicrobiana amenaza la biodiversidad y acelera la aparición de superbacterias, de modo que cada nuevo fármaco ganado es tiempo extra para poder reducir emisiones de antibióticos al entorno y mejorar saneamiento, no un permiso para seguir usándolos sin control.
El propio estudio reconoce que esto es solo el comienzo. La mayoría de los complejos metálicos funcionan mucho mejor contra bacterias grampositivas que contra gramnegativas, que tienen una membrana externa más difícil de atravesar. En el laboratorio, los investigadores han visto que si se “abre” esa barrera con otras moléculas, los nuevos compuestos también pueden actuar sobre gramnegativas, así que el siguiente paso será modificar los ligandos para mejorar la entrada en estas bacterias y comprobar su eficacia en modelos animales.
La plataforma robótica tiene además otra cara ambientalmente interesante. El mismo sistema que hoy fabrica metaloantibióticos puede dedicarse mañana a buscar nuevos catalizadores más eficientes y selectivos para procesos industriales. Catalizadores que funcionen a menor temperatura o en agua, por ejemplo, significan menos consumo energético y menos residuos químicos, algo clave si queremos una industria química compatible con los objetivos climáticos.
En resumen, robots, química clic y complejos metálicos se están uniendo para acelerar la búsqueda de antibióticos en un momento en que el reloj de la resistencia avanza muy deprisa. La tecnología no sustituye a la prudencia en el uso de los fármacos ni a la necesidad de frenar la contaminación por antimicrobianos, pero sí puede darnos nuevas herramientas antes de que los tratamientos actuales dejen de funcionar.
El estudio científico completo se ha publicado en la revista Nature Communications.
