Sólo el tres por ciento de las fuentes potenciales de drogas bacterianas conocidas
Se revela la diversidad biosintética no descubierta en géneros bacterianos por lo demás bien conocidos
La aparición de patógenos resistentes a los antibióticos y la creciente dificultad para desarrollar nuevos fármacos han contribuido a los retos mundiales en la lucha contra las enfermedades infecciosas. Un amplio estudio bioinformático de unos 170.000 genomas bacterianos indica que hasta ahora sólo se ha descubierto el tres por ciento del potencial genómico de los productos naturales microbianos, es decir, los metabolitos bacterianos químicamente diversos que constituyen la base de los fármacos antibióticos. El estudio, codirigido por la profesora Nadine Ziemert, del Centro Alemán de Investigación de Infecciones (DZIF), identificó varios géneros bacterianos como productores de productos naturales muy diversos que podrían ayudar a superar el cuello de botella en el desarrollo de fármacos.
La comparación bioinformática de un gran número de genomas bacterianos diversos impulsa el descubrimiento de nuevos grupos de genes con potencial actividad antibiótica.
Leon Kokkoliadis, Eberhard Karls Universität Tübingen
Los productores bacterianos de productos naturales como fuentes de fármacos como los antibióticos se han estudiado durante décadas. Sin embargo, el ritmo de descubrimiento de nuevos fármacos se ha estancado en los últimos años. No se sabe con certeza cuánta diversidad química existe en la naturaleza y cuántos compuestos nuevos pueden aún descubrirse. Además, no se ha investigado la hipótesis de que ya se ha descubierto una gran parte de los productores de productos naturales y sus respectivas vías biosintéticas.
Para comprender el verdadero potencial de las vías biosintéticas y los productos naturales útiles en el mundo bacteriano, un equipo internacional de investigadores de Alemania, Países Bajos y Estados Unidos estudió una gran cantidad de datos genómicos: unos 170.000 genomas bacterianos y varios miles de los llamados genomas ensamblados del metagenoma, que representan taxones microbianos individuales de diversos entornos. Utilizando una estrategia de extracción del genoma, el equipo identificó los llamados grupos de genes biosintéticos (BGC), es decir, grupos de genes en genomas bacterianos que codifican conjuntamente las vías de biosíntesis de productos naturales. Al agrupar los BGC en familias de clústeres de genes según su similitud, los investigadores desarrollaron herramientas que permiten estudiar la diversidad biosintética representada en la base de datos del genoma bacteriano.
"Nuestro enfoque de extracción bioinformática del genoma revela que hasta ahora sólo se ha descubierto el tres por ciento, o incluso menos, del potencial genómico para la producción de productos naturales", afirma la profesora Nadine Ziemert, que también forma parte del Grupo de Excelencia "Control de Microbios para Combatir Infecciones" (CMFI) de la Universidad de Tubinga.
A partir de los datos extraídos, los investigadores identificaron taxones bacterianos que mostraban un alto potencial biosintético, entre ellos múltiples grupos taxonómicos inexplorados. Los datos también revelaron una diversidad biosintética no descubierta en géneros bacterianos por lo demás bien conocidos, muchos de los cuales son los principales productores de antibióticos. Estos objetivos prometedores para futuras investigaciones podrían ayudar a impulsar el desarrollo de nuevos antibióticos y otros fármacos eficaces.
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