Nuevos fármacos a partir de aves tóxicas
La investigación de la simbiosis entre bacterias y aves conduce al descubrimiento de nuevos productos naturales con propiedades antimicrobianas
Las bacterias son una valiosa fuente para el descubrimiento de productos naturales que pueden utilizarse para el desarrollo de nuevos fármacos. Un equipo de investigación del HIPS ha identificado ahora dos nuevas clases de sustancias activas con propiedades antimicrobianas a partir de bacterias que viven en simbiosis con un ave tóxica. Esta estrategia y las sustancias descubiertas ofrecen vías prometedoras hacia el desarrollo de nuevos antiinfecciosos, en particular contra los patógenos resistentes a los antibióticos. Los investigadores publicaron sus hallazgos en la revista Nature Communications. El HIPS es una sede del Centro Helmholtz de Investigación de infecciones (HZI) en colaboración con la Universidad del Sarre.
El silbador regente de Nueva Guinea, o Pachycephala schlegelii en latín, es un ave extraña. Lleva en su plumaje negro y amarillo la batracotoxina: una potente neurotoxina, utilizada también por las ranas venenosas para protegerse eficazmente de los depredadores. Esta toxina no la producen las propias aves, sino que se enriquece a partir de los insectos que les sirven de alimento. Investigadores del Instituto Helmholtz de Investigación Farmacéutica del Sarre (HIPS), junto con socios internacionales, han descubierto ahora que el plumaje del silbador regente contiene otras sustancias que lo protegen de la infestación por microorganismos no deseados. Sin embargo, a diferencia de la batracotoxina, estas sustancias no se ingieren con la comida, sino que son producidas por bacterias que viven en simbiosis con el ave.
Un equipo internacional dirigido por Christine Beemelmanns, Jefa del Departamento de HIPS y Profesora de Investigación de Microbiota Médico-Farmacéutica de la Universidad del Sarre, aisló estas bacterias del género Amycolatopsis a partir de las secreciones de la glándula uropigial, una glándula cutánea del ave. Los investigadores pudieron descubrir en estas bacterias sustancias bioactivas desconocidas hasta entonces, entre ellas dos nuevas clases de productos naturales: las paquicefalamidas y las demiguisinas. "El descubrimiento de estas moléculas hasta ahora desconocidas en el microbioma de un ave ilustra el enorme potencial que ofrecen las relaciones simbióticas para la identificación de nuevos productos naturales", explica Elena Seibel, primera autora del estudio. "Donde conviven diferentes organismos, siempre hay interacciones. En el caso de los microorganismos, esta comunicación tiene lugar con la ayuda de señales químicas". Los productos naturales así descubiertos no sólo ayudan a comprender mejor la interacción entre dos organismos, sino que también pueden contribuir al desarrollo de nuevos antiinfecciosos.
Este enfoque innovador, en el que las comunidades microbianas (también conocidas como microbiota) sirven de fuente de nuevas sustancias activas, es el núcleo de la investigación de Christine Beemelmann. Junto con su equipo, trabaja en el descubrimiento y análisis funcional de nuevos productos naturales antiinfecciosos a partir de la microbiota. Mediante estudios de co-cultivo y ensayos celulares, los investigadores pudieron demostrar que las sustancias producidas por las bacterias de la glándula en cepillo tienen un efecto antimicrobiano. En concreto, los nuevos compuestos actúan contra las bacterias queratinolíticas y los hongos que atacan la piel y las plumas de las aves.
"Nuestro trabajo demuestra de forma impresionante que la identificación de nuevos productos naturales bioactivos a partir de comunidades microbianas es una fuente prometedora para el descubrimiento de antiinfecciosos innovadores", explica Beemelmanns. "Los productos naturales recién descubiertos, especialmente los lipopéptidos y hexapéptidos que encontramos en los microbiomas aviares, ofrecen un gran potencial para combatir enfermedades infecciosas".
Mediante una combinación de análisis genéticos y estructurales, el equipo pudo descifrar los planos genéticos responsables de la producción de estos productos naturales y confirmar así su origen en la relación simbiótica entre ave y bacteria. La identificación de estos productos naturales tiene una gran trascendencia, sobre todo ante la creciente propagación de la resistencia a los antimicrobianos, que plantea un serio desafío a la medicina moderna. "Liberando el potencial de los microorganismos en comunidades simbióticas, podemos desarrollar nuevos enfoques terapéuticos para combatir las infecciones y contrarrestar el problema mundial de la resistencia", subraya Beemelmanns.
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
Elena Seibel, Soohyun Um, Kasun H. Bodawatta, Anna J. Komor, Tanya Decker, Janis Fricke, Robert Murphy, Gibson Maiah, Bulisa Iova, Hannah Maus, Tanja Schirmeister, Knud Andreas Jønsson, Michael Poulsen, Christine Beemelmanns; "Bacteria from the Amycolatopsis genus associated with a toxic bird secrete protective secondary metabolites"; Nature Communications, Volume 15, 2024-10-2
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