Imágenes muestran los efectos de la rifampicina en bacterias E. coli
Los científicos han capturado las primeras imágenes detalladas que revelan cómo el antibiótico común rifampicina altera las bacterias E. coli a nivel molecular. Usando tomografía crioelectrónica avanzada, los investigadores visualizaron la unión del fármaco a la maquinaria bacteriana, deteniendo el crecimiento. Los hallazgos, publicados en Nature, ofrecen nuevas perspectivas sobre los mecanismos de los antibióticos.
Investigadores de la Universidad de Basilea en Suiza han producido imágenes microscópicas extraordinarias que demuestran la acción de la rifampicina, un antibiótico ampliamente utilizado, sobre las bacterias Escherichia coli (E. coli). La rifampicina, conocida por tratar la tuberculosis y otras infecciones bacterianas, apunta a la enzima ARN polimerasa, esencial para la transcripción bacteriana.
El estudio empleó tomografía crioelectrónica, una técnica que congela las muestras en hielo vítreo para preservar su estado natural y permite imágenes tridimensionales de alta resolución. Este método reveló que la rifampicina se une directamente a la ARN polimerasa, atrapándola en un complejo estancado e impidiendo la elongación de las cadenas de ARN mensajero. Como resultado, las bacterias no pueden producir proteínas necesarias, lo que lleva a un crecimiento detenido y eventual muerte.
El investigador principal Stefan Rieder de la Universidad de Basilea explicó la importancia: "Estas imágenes proporcionan una visión sin precedentes del mecanismo de acción de uno de los antibióticos más importantes en uso clínico." Las visualizaciones muestran racimos densos de complejos de transcripción estancados acumulándose dentro de las células de E. coli poco después de la exposición al fármaco, en contraste con las células no tratadas donde la transcripción procede sin problemas.
La investigación, detallada en un artículo publicado en Nature el 16 de octubre de 2024, se basa en décadas de conocimiento bioquímico sobre la rifampicina, pero marca la primera visualización directa de sus efectos en entornos bacterianos vivos. Anteriormente, los científicos dependían de métodos indirectos como la cristalografía de rayos X de componentes aislados. Este avance podría informar el desarrollo de nuevos antibióticos en medio de la creciente resistencia antimicrobiana, aunque el estudio se centró únicamente en E. coli y las interacciones específicas de la rifampicina.
No se especificaron cronogramas previos para el experimento más allá del proceso de imagen, que ocurrió durante varias horas después de la exposición. El trabajo destaca el potencial de la tomografía crioelectrónica para estudiar interacciones fármaco-bacteria, ofreciendo una visión equilibrada de la eficacia de los antibióticos sin abordar directamente problemas más amplios de resistencia.