junio 19, 2024

Las bacterias que viven en insectos podrían proporcionar nuevos antibióticos

Muchos de los antibióticos que se usan hoy en día provienen de bacterias que viven en el suelo. Ahora, investigaciones recientes revelan que las bacterias que viven en los insectos podrían ser más efectivas en la lucha contra las superbacterias comunes resistentes a los medicamentos que las bacterias del suelo.

Científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison han llevado a cabo la mayor y más exhaustiva investigación jamás realizada sobre la actividad antibiótica de los microbios que viven en los insectos.

Un punto culminante del nuevo estudio es el descubrimiento de un nuevo antibiótico en la hormiga Cyphomyrmex, que es una especie brasileña que cultiva hongos. Los investigadores llamaron al compuesto cifomicina.

Las pruebas de laboratorio demostraron que la cifomicina podría combatir hongos que han derrotado a la mayoría de los demás antibióticos. El compuesto también trató una infección micótica en ratones sin provocar efectos secundarios tóxicos.

En un artículo reciente de Nature Communications sobre estos hallazgos, el equipo explica que la falta de nuevos antibióticos está contribuyendo a la creciente amenaza global de infecciones resistentes a los antibióticos.

«A través de nuestra evaluación sistemática,» señalan los autores, «mostramos que los microbios de los insectos presentan una fuente prometedora de nuevos productos naturales.»

La creciente amenaza de la resistencia a los antibióticos
La resistencia a los antibióticos surge cuando las bacterias infecciosas, los hongos y otros patógenos ya no sucumben a los medicamentos que solían matarlos. En cambio, siguen creciendo.

Las infecciones debidas a patógenos resistentes a los antibióticos suelen requerir hospitalizaciones más prolongadas y un mayor número de visitas de seguimiento por parte de los médicos. Además, los tratamientos tienden a tener costos más altos y efectos secundarios más tóxicos.

En 2018, la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó datos de vigilancia que confirmaron la gravedad de la amenaza mundial que plantea la resistencia a los antibióticos.

Los datos revelan que, en todo el mundo, algunas de las infecciones más comunes se están volviendo resistentes a los medicamentos.

En los Estados Unidos, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) estiman que las bacterias resistentes a los antibióticos infectan al menos a 2 millones de personas y causan 23,000 muertes cada año.

Una preocupación clave con respecto a la crisis mundial de la resistencia a los antibióticos es que los tipos y el número de nuevos medicamentos en preparación no serán suficientes para superar la amenaza.

La OMS repitió su advertencia al respecto en un informe de 2017. La agencia global declaró que la mayoría de los 51 antibióticos en desarrollo clínico eran «modificaciones de las clases existentes de antibióticos» y que sólo ofrecerían soluciones a corto plazo.

La misma cantidad de bacterias en los insectos que en el suelo
La mayoría de los tipos de antibióticos que se usan hoy en día provienen de la bacteria Streptomyces, un género grande que comenzó a evolucionar hace unos 400 millones de años.

Durante ese período, las especies de Streptomyces han evolucionado y se han adaptado a diferentes hábitats, como el suelo y los insectos. La química en los compuestos que producen las bacterias refleja sus linajes divergentes.

Los estudios genéticos han demostrado que sólo una cepa de Streptomyces podría potencialmente producir decenas de compuestos similares a los que ya se usan como antibióticos. Además, las bacterias contienen un gran número de «conjuntos de genes biosintéticos relevantes».

Por estas razones, los científicos están estudiando intensivamente las bacterias Streptomyces con la expectativa de que descubrirán nuevos medicamentos para combatir la resistencia a los antibióticos.

Sin embargo, los autores del nuevo estudio señalan que las búsquedas de antibióticos novedosos en Streptomyces basadas en el suelo «redescubren en gran medida compuestos conocidos». También observan que ningún estudio ha buscado sistemáticamente los microbiomas. Por lo tanto, optaron por centrarse en las estreptomics de los insectos.

Recolectaron más de 2.500 especies de insectos, desde hormigas, abejas y moscas hasta escarabajos, polillas, mariposas y más. Alrededor de un tercio procedía de regiones con un clima templado, otro tercio de los trópicos y el resto de zonas más frías, como el Ártico.

Los investigadores observan que, contrariamente a la «suposición prevaleciente» de que las especies de Streptomyces son más abundantes en el suelo, sus hallazgos sugieren que las bacterias son igual de abundantes en los insectos.

Las bacterias de los insectos son más potentes
Los insectos produjeron más de 10.000 cepas de bacterias para su análisis. Los investigadores también examinaron 7,000 cepas provenientes del suelo y las plantas.

Siguió una batería de pruebas muy potente e intensiva, que incluyó más de 50.000 pruebas en total.

El equipo probó qué tan bien cada cepa de Streptomyces fue capaz de detener el crecimiento de 24 tipos diferentes de gérmenes, incluyendo algunos que pueden causar daños graves, como el superbug resistente a la meticilina Superbug Staphylococcus aureus (MRSA).

Los resultados mostraron que las cepas de Streptomyces que provenían de insectos eran capaces de combatir las bacterias infecciosas y los hongos más poderosamente que las cepas que provenían del suelo o de las plantas.

El equipo también probó algunas de las cepas más prometedoras en ratones. Estas cepas fueron muy efectivas para matar las infecciones bacterianas y micóticas, y sólo unas pocas tuvieron efectos secundarios tóxicos.

En otra parte del estudio, los investigadores se enfocaron en la cifomicina, un compuesto antifúngico que habían encontrado en la bacteria Streptomyces de la hormiga brasileña Cyphomyrmex.

Después de analizar la estructura química de la cifomicina, la purificaron y mostraron que podía tratar Candida albicans en ratones. C. albicans es un hongo que comúnmente infecta a las personas con un sistema inmunológico debilitado. El compuesto también parecía tener pocos efectos secundarios tóxicos en los ratones.

Dejemos que los insectos hagan la prospección
El equipo no se sorprendió al descubrir que los insectos podrían ser una fuente rica de nuevos antibióticos. La supervivencia de los insectos depende de la coevolución con los microbios que ayudan a combatir los patógenos que también están evolucionando.

Los investigadores también señalan que debido a que las bacterias han coevolucionado con los insectos, podrían ofrecer dos ventajas. En primer lugar, tienen menos probabilidades de ser tóxicos y, en segundo lugar, podrían ser eficaces contra los patógenos resistentes a los medicamentos.

«Los insectos están haciendo la prospección por nosotros», dice Cameron R. Currie, profesor de bacteriología y autor principal del estudio.

Él y sus colegas concluyen:

«La promesa de las estreptomías asociadas a insectos como nueva fuente de antimicrobianos tiene el potencial de revigorizar los estancados oleoductos de descubrimiento antibacteriano y antifúngico.»

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