Las bacterias diseñadas producen antibióticos de coral
Producción biotecnológica sostenible de una sustancia natural contra la tuberculosis
Los corales que crecen en los arrecifes de las Bahamas producen un agente activo que mata la bacteria de la tuberculosis multirresistente. Los científicos de la Universidad Técnica de Munich (TUM) han logrado producir el antibiótico biotecnológicamente en el laboratorio, de manera rápida, rentable y sostenible.
Los corales de cuerno de la especie Antillogorgia elisabethae producen sustancias naturales antibióticas. Un equipo de investigación de la TUM ha producido con éxito una de estas sustancias en el laboratorio.
Thomas Brück / TUM
Thomas Brück vio por primera vez el látigo marino Antillogorgia elisabethae hace 17 años mientras buceaba en un viaje de investigación a las Bahamas. Aún recuerda vívidamente este encuentro, que tuvo lugar a 18 metros bajo la superficie del agua: "Sus ramas violetas cubiertas de pólipos se movían suavemente en la corriente. ¡Un fascinante organismo vivo!" Como también contiene varios compuestos biológicamente activos, el bioquímico ha estudiado desde entonces la biosíntesis del producto natural de este coral blando.
Los látigos marinos están protegidos; a pesar de ello, su existencia está en peligro. La recolección y venta de corales secos es un negocio lucrativo, ya que estos contienen varios agentes activos, incluyendo una molécula antiinflamatoria llamada pseudopterosina, que se utiliza en la industria cosmética desde hace años.
"Los arrecifes de coral fijan y almacenan el dióxido de carbono, gas de efecto invernadero, y son puntos calientes de biodiversidad. Si queremos proteger los arrecifes del mundo, tenemos que generar esos productos naturales biológicamente activos, a través de procesos sostenibles", dice Brück.
El antibiótico natural del laboratorio biotecnológico
Junto con su equipo en la Cátedra Werner Siemens de Biotecnología Sintética, ha logrado por primera vez producir uno de los agentes activos del látigo marino en el laboratorio - sin necesidad de un solo habitante del arrecife. La molécula "erogorgiaene" es un antibiótico. Las pruebas iniciales de bioactividad muestran, que es adecuado para luchar contra los patógenos de la tuberculosis multiresistente.
Anteriormente, el uso del agente activo era casi impensable: El látigo marino contiene sólo cantidades extremadamente pequeñas de erogorgiaeno y además está protegido - utilizarlo como fuente de materia prima no sería ni económicamente viable ni ecológicamente responsable. Aunque la producción mediante síntesis química convencional es posible, es compleja y está asociada a los desechos tóxicos. Un kilo del agente activo costaría alrededor de 21.000 euros.
La biotecnología sostenible reduce los costes de producción
"Sin embargo, con los métodos biotecnológicos, es factible una producción consolidada de erogorgiaeno, de manera más ecológica y mucho más barata. Con este método, los costes de producción por kilo sólo serían de unos 9.000 euros", subraya Brück.
El nuevo método, que ha desarrollado junto con colegas de Berlín, Canadá y Australia, consiste en sólo dos pasos: El trabajo principal es realizado por bacterias genéticamente optimizadas que se alimentan de glicerina - una sustancia residual de la producción de biodiesel.
La bacteria genera una molécula que puede convertirse en el agente activo deseado mediante un paso enzimático altamente selectivo. No se producen residuos en el proceso, ya que todos los productos auxiliares pueden ser reutilizados de forma circular. Se ha presentado una patente para el innovador método de producción.
El desarrollo de productos bioactivos en la línea de la naturaleza
"La nueva plataforma tecnológica para la producción de productos naturales bioactivos mediante metodologías biotecnológicas cumple con los 12 criterios de la Química Verde", dice Thomas Brück. "Además, cumple cuatro de los objetivos de sostenibilidad de las Naciones Unidas: una vida sana para todos, la lucha contra el cambio climático y sus efectos, la preservación y el uso sostenible de los océanos y los recursos marítimos, y la preservación de la vida en la tierra".
El equipo de investigación trabaja ahora en la producción biotecnológica de otro agente activo del coral: Utilizando la naturaleza como modelo, la molécula erogorgiaeno se convertirá en el agente activo pseudopteropsina en el laboratorio.
Los profesionales de la medicina están poniendo grandes esperanzas en esta última: Los estudios clínicos han demostrado que la pseudopteropsina inhibe las inflamaciones gracias a un nuevo mecanismo de acción. Así pues, es un candidato terapéutico potencial para controlar las reacciones inflamatorias excesivas, por ejemplo en el caso de infecciones virales, como la Covid-19, o durante inflamaciones crónicas relacionadas con la edad.
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.
Publicación original
Marion Ringel, Markus Reinbold, Max Hirte, Martina Haack, Claudia Huber, Wolfgang Eisenreich, Mahmoud A. Masri, Gerhard Schenk, Luke W. Guddat, Bernhard Loll, Russell Kerr, Daniel Garbe und Thomas Brück; "Towards a sustainable generation of pseudopterosin-type bioactives"; Green Chemistry; July 20, 2020
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