Estudio teórico de compuestos derivados de cefalosporinas con potencial actividad inhibitoria frente a proteína de unión a penicilina (PBP) y resistencia a enzimas betalactamasa de espectro extendido (BLEE) producidas por Escherichia coli

Theoretical study of compounds derived from cephalosporins with inhibitory activity potential front to penicillin binding proteins (PBP) and resistance to Extended spectrum Beta-lactamase (ESBL) produced by Escherichia coli

Se han utilizado herramientas computacionales para proponer moléculas derivadas de cefalosporinas con potencial actividad antibacteriana, frente a cepas de Escherichia Coli, con mayor afinidad como inhibidores de enzimas de unión a penicilinas y que a su vez disminuyan o no tengan afinidad por betalactamasas de espectro extendido. Se diseñaron 20 moléculas con base en la estructura molecular de la cefalosporina, las estructuras fueron optimizadas utilizando la teoría del funcional de la densidad, se calcularon descriptores moleculares de reactividad, de forma paralela se sometieron a acoplamiento molecular con las enzimas antes mencionadas. Las moléculas presentaron valores de energía de unión negativos, doce moléculas mostraron una orientación e interacciones favorables en el sitio activo de la enzima de unión a penicilinas y trece moléculas presentaron menor afinidad que el ligando nativo (cefotaxima) por la betalactamasa. Tres moléculas pueden considerarse como potenciales inhibidores de enzimas de unión a penicilinas resistentes y betalactamasas.

Introducción

La resistencia bacteriana se ha convertido en uno de los grandes temores para la terapia antibiótica, fármacos que eran eficaces han caído en desuso debido a la rápida capacidad de mutación que tiene el sistema de resistencia bacteriana. Aunque los antibióticos beta-lactámicos aún siguen siendo considerados de primera elección en el tratamiento de algunos procesos infecciosos [1], es apremiante la búsqueda de nuevas alternativas que ofrezcan una mayor eficacia frente a estos microorganismos. Apoyando lo anterior, hemos considerado de interés realizar estudios computacionales que permitan llegar a propuestas sólidas para el diseño posterior de moléculas que puedan resultar de interés en el área de los antiinfecciosos.

En el grupo de los antibióticos betalactámicos, se encuentra la familia de las cefalosporinas [2], las que inhiben la síntesis de la pared celular bacteriana a través de la inhibición competitiva de la enzima transpeptidasa, también llamada proteína de unión a penicilina (PBP), imposibilitando su mecanismo de acción catalítico en la unión y entrecruzamiento de las cadenas de peptidoglucano, glucoproteína que le confiere la forma, rigidez y estabilidad a la membrana celular bacteriana [3]. Sin embargo, las bacterias en su mecanismo de resistencia involucran la ruptura del anillo betalactámico por la acción de las betalactamasas [4].