La mordedura de araña lleva a nuevos compuestos activos
Un equipo de investigación internacional llega a la raíz de la infección
La mordedura de una araña causó una respuesta inflamatoria grave y le costó a una mujer australiana su antebrazo. Los científicos pudieron aislar un hongo del tejido infectado del antebrazo de la paciente. Esta trágica infección ha ayudado ahora a un equipo internacional de investigadores a encontrar nuevos compuestos activos, las llamadas necroximas. Estas sustancias son producidas por bacterias que viven dentro de los hongos. Las citotoxinas altamente efectivas pueden proporcionar pistas para el desarrollo de nuevos medicamentos contra el cáncer.
Visualización microscópica de las bacterias dentro del hongo
Leibniz-HKI
Numerosos animales salvajes en Australia, incluidas muchas arañas, son particularmente venenosos. Un equipo dirigido por Christian Hertweck del Instituto Leibniz de Investigación de Productos Naturales y Biología de las Infecciones - Instituto Hans Knöll - (Leibniz-HKI) en Jena, ha estado investigando un caso inusual junto con colegas australianos: En los años 80 una araña mordió el dedo de una mujer australiana. Se desarrolló una infección mixta en el antebrazo, que los médicos sólo pudieron detener mediante la amputación. Los investigadores aislaron el hongo Rhizopus microsporus del tejido necrótico muerto. Sorprendentemente, Hertweck y sus colegas descubrieron que la bacteria vive dentro de las células de este hongo. Según los análisis de los investigadores de Jena, las bacterias son las que producen todo un cóctel de toxinas. Una parte de esta mezcla, las llamadas rizoxinas, fue descubierta en el Leibniz-HKI hace varios años. Ahora, nuevas moléculas con una estructura completamente diferente, las llamadas necroximas, se han añadido a la mezcla. Pertenecen a la clase de sustancia de los esmaltes de benceno lactona. Incluso las cantidades más pequeñas de estas necroximas causarán la muerte de células humanas.
El equipo también investigó cómo las bacterias producen estos inusuales compuestos analizando el genoma de las bacterias. Utilizando análisis bioinformáticos, decodificaron un gran número de genes de biosíntesis y descubrieron que codifican una especie de línea de ensamblaje molecular en la que se forman las necroximas. Los pequeños bloques de construcción molecular se ensamblan y modifican usando un programa bioquímico. Cada dominio individual de la línea de ensamblaje enzimático es responsable de un paso de reacción específico hasta que la molécula terminada es finalmente liberada. Dado que las necroximas y las sustancias relacionadas tienen un efecto tóxico en las células humanas, son fármacos potenciales para el tratamiento del cáncer. Sin embargo, los químicos a menudo tienen que adaptar la estructura molecular para mejorar las propiedades farmacológicas y minimizar los efectos no deseados. Las enzimas de biosíntesis son un instrumento adecuado que la naturaleza proporciona a los científicos para lograrlo. Mediante la decodificación de los genes responsables, los investigadores de productos naturales pueden ahora reprogramar la biosíntesis de los compuestos activos de manera selectiva. Además, encontraron códigos genéticos similares en los genomas de otras numerosas bacterias, que identificaron así como productoras de productos naturales.
Para Christian Hertweck, que también ocupa una cátedra en la Universidad Friedrich Schiller de Jena, las asociaciones que se producen entre diferentes organismos en la naturaleza son una fuente de inspiración científica: "La compleja coexistencia de diferentes organismos - en este caso bacterias, hongos y arañas - está en gran medida controlada por sustancias químicas. Con las necroximas, hemos descubierto nuevos productos naturales tóxicos que podrían ser potencialmente beneficiosos para los humanos". Los investigadores en Jena están siguiendo este enfoque en un foco de investigación específico. Por ejemplo, Hertweck y muchos colegas del Centro de Investigación Colaborativa ChemBioSys están trabajando en el lenguaje químico de las comunidades de organismos. En el Cluster of Excellence Balance of the Microverse, los científicos están investigando más a fondo las interacciones moleculares de los microorganismos con otros organismos vivos y el medio ambiente. Tales hallazgos son de interés médico, pero también pueden ayudar a comprender e influir en los procesos ambientales.
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.
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