Antibióticos del mar

Un equipo de investigación internacional aprovecha una fuente potencial de nuevos antibióticos

20.11.2019 - Alemania

El equipo dirigido por el Prof. Christian Jogler de la Universidad Friedrich Schiller de Jena ha logrado cultivar varias docenas de bacterias marinas en el laboratorio, bacterias a las que anteriormente se había prestado poca atención. A continuación, los investigadores llevaron a cabo una caracterización funcional de las bacterias, lo que permitió un cribado sistemático de las sustancias activas. Los análisis bioinformáticos iniciales y las observaciones biológicas celulares indican un potencial para la producción de nuevos antibióticos.

Casi tres cuartas partes de todos los antibióticos clínicamente relevantes son sustancias naturales, producidas por bacterias. Sin embargo, los antibióticos actualmente disponibles están perdiendo su eficacia y un número cada vez mayor de patógenos se están volviendo resistentes. Esto significa que existe una necesidad urgente de nuevos antibióticos, pero en la actualidad menos del uno por ciento de las especies conocidas de bacterias están disponibles para la búsqueda de sustancias activas. El 99% restante se considera"imposible de cultivar" y, por lo tanto, apenas se estudia.

Además, la capacidad de producir antibióticos no se distribuye uniformemente entre las bacterias. "Los productores talentosos son principalmente microorganismos con estilos de vida complejos, una biología celular inusual y genomas grandes", explica el microbiólogo Christian Jogler de la Universidad Friedrich Schiller de Jena. "Estos organismos producen compuestos antibióticos y los despliegan en la lucha contra otras bacterias para obtener nutrientes y hábitats", añade. Cualquier lugar en el que se produzcan tales batallas microbiológicas por los recursos y los nutrientes sean escasos es un lugar prometedor para la búsqueda de productores potenciales de antibióticos.

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Cultivo selectivo de los productores potenciales de antibióticos

Eso es exactamente lo que Jogler y su equipo han hecho. Con la ayuda de robots de buceo y buzos científicos, buscaron Planctomycetes en un total de 10 lugares marinos. "Sabemos que los planctomicetos viven en comunidades con otros microorganismos y compiten con ellos por el hábitat y los nutrientes", dice Jogler, explicando lo que hace que este grupo de bacterias sea de interés para los investigadores.

Con muestras del Mediterráneo, el Mar del Norte, el Mar Báltico y el Mar Negro, así como del Atlántico, el Pacífico y el Océano Ártico, los científicos lograron crear cultivos puros de 79 nuevos planctomicetos. "Estas culturas puras representan en conjunto 31 géneros nuevos y 65 especies nuevas", añade la autora principal, la Dra. Sandra Wiegand.

División celular desconocida y potencial antibiótico

Se utilizaron métodos bioinformáticos y microscópicos para caracterizar los cultivos puros obtenidos recientemente. "El análisis bioinformático fue holístico en su enfoque", dice Wiegand. Se estudió el potencial para producir moléculas pequeñas como los antibióticos, así como los procesos de transducción de señales celulares. Estos últimos son una medida de la complejidad del estilo de vida microbiano y, por lo tanto, un indicador más de la producción de antibióticos. "Los resultados de estos análisis muestran que los planctomicetos recién obtenidos tienen estilos de vida extraordinariamente complejos y tienen el potencial de producir nuevos antibióticos", agregó.

Los investigadores pudieron proporcionar confirmación experimental de algunos de sus análisis bioinformáticos en este estudio. Entre otras cosas, investigaron la biología celular de los planctomicetos que habían sido aislados. "Se dividen de una manera muy diferente de todas las demás bacterias patógenas importantes", dice Jogler. Además, la investigación muestra nuevos mecanismos inesperados de división celular bacteriana. Sin embargo, por encima de todo, el estudio proporciona pruebas impresionantes de que las bacterias supuestamente"no cultivables" pueden obtenerse y caracterizarse en cultivo puro.

Según los autores del estudio, muchos aspectos de su trabajo actual pueden ser transferidos a otros productores potenciales de antibióticos. "El cultivo basado en hipótesis y la caracterización holística son esenciales para descubrir algo realmente nuevo y abrir nuevas vías terapéuticas", subraya Jogler, que se trasladó a Jena hace tan sólo unas semanas. El profesor de Interacciones Microbianas se complace de haber encontrado un entorno ideal para su investigación en la Universidad Friedrich Schiller, con su Cluster de Excelencia'Balance of the Microverse'.

Además del equipo de la Universidad de Jena, también participaron en el presente estudio investigadores de las siguientes instituciones: Radboud University Nijmegen (Países Bajos), la Colección Alemana de Microorganismos y Culturas Celulares de Braunschweig, la Universidad Técnica de Dresde, el Instituto de Tecnología de Karlsruhe, el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo de Sevilla (España), el Instituto de Investigación del Mar Báltico de Leibniz de Warnemünde, el Instituto Max Planck de Microbiología Marina de Bremen, la Universidad de Bergen (Noruega), la Universidad de Oporto (Portugal), la Universidad de Minería y Tecnología de Freiberg, la Universidad de Stuttgart, la Universidad de Stanford (EE.UU.), la Universidad e Investigación de Wageningen (Países Bajos), el Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones de Braunschweig y los Institutos Nacionales de Salud de Bethesda (EE.UU.).

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.