¿Por qué los microbios producen antibióticos?

Streptomyces

Imagine que es un microbio y vive en el suelo. Este es tu lugar feliz.

La mayoría de las veces te mantienen caliente y oscuro, justo como te gusta. Hay comida y oxígeno para ti y tus vecinos microbianos entre las raíces de las plantas cercanas. Todo esto en tu pequeño trozo de tierra.

Todos los nutrientes que necesita están aquí, producidos por las plantas, otros microbios y la descomposición de la materia animal y vegetal muerta. Todo parece perfecto.

Desafortunadamente, los nutrientes que necesita son limitados y no hay suficientes para todos. Más malas noticias, no eres necesariamente el mejor para absorber los nutrientes.

Esto significa que, si bien un grupo de tierra puede parecer un hogar perfecto, y bastante inocuo para otros animales. De hecho, es un campo de batalla furioso para las bacterias, que luchan por mantenerse vivas y obtener los nutrientes que necesitan.

Esto es cierto para todos los lugares que las bacterias llaman hogar, que cubre una gran variedad de nichos ambientales. Desde el suelo de nuestros jardines, hasta las hojas de las plantas, hasta las profundidades del mar e incluso en nuestros propios intestinos.

Como bacteria, no puedes coexistir pacíficamente con tus vecinos. Para sobrevivir necesitas una ventaja sobre los otros microbios.

Afortunadamente para ti, la evolución te ha dado esa ventaja. Antibióticos.

Los antibióticos son cualquier sustancia que puede actuar para inhibir el crecimiento de, o matar, bacterias. Debido a esto, se han vuelto vitales para los humanos para combatir las infecciones bacterianas y se utilizan para tratar todo, desde gastroenteritis bacteriana hasta peste bubónica.

Durante la» Edad de Oro » del descubrimiento de antibióticos, el 70-80% de todos los antibióticos descubiertos provenían de un solo género de bacterias; Streptomyces.

Por ejemplo, Streptomyces rapamycinicus, una bacteria aislada del suelo en la Isla de Pascua, que es de particular interés para los científicos porque se ha demostrado que tiene la capacidad de producir una variedad de moléculas bioactivas; antibióticos (higromicina). Estos ayudan a competir con las bacterias de crecimiento más rápido en el suelo; bialafos, que es un herbicida que hace que las plantas acumulen amonio, que luego puede ser utilizado por las bacterias y, finalmente, y lo más importante, la rapamicina.

La rapamicina actúa como un compuesto antifúngico contra una variedad de hongos que habitan en el suelo, permitiendo que los Streptomyces los superen. También es un inmunosupresor y se usa para prevenir el rechazo de órganos después de la cirugía de trasplante.

Ahora que sabemos que los Streptomyces producen antibióticos, ¿por qué nos importa?

La resistencia a los antimicrobianos es uno de los mayores problemas que enfrenta la humanidad. Desde la «Edad de Oro» del descubrimiento de antibióticos en la década de 1950, el número de nuevos antibióticos disponibles en el mercado ha disminuido vertiginosamente, mientras que el uso excesivo y el mal uso han llevado a la aparición de cepas de bacterias resistentes a los antibióticos, como el Staphylococcus aureus Resistente a la meticilina (SARM) y el Enterococo Resistente a la Vancomicina (ERV). Para combatir este problema, necesitamos nuevos antibióticos.

Entonces, ¿de dónde vamos a sacarlos a partir de ahora?

Una posibilidad es del lugar donde los encontramos originalmente, el lugar donde han estado durante millones de años; microbios.

Desde el descubrimiento del primer antibiótico, la penicilina por Alexander Fleming, hemos estado usando armas de microbios para combatir enfermedades. En los últimos años, se ha encontrado una variedad de bacterias productoras de antibióticos diferentes en todo tipo de nichos previamente inexplorados, como los océanos y los nidos de hormigas productoras de hongos.

Otro enfoque podría ser la ingeniería de proteínas. Si podemos entender cómo funcionan las proteínas que sintetizan los antibióticos, podemos editarlos para intentar fabricar nuevos antibióticos.

En este momento, en el grupo Wilkinson del Centro John Innes, estamos explorando ambas vías, en un intento de encontrar la próxima generación de antibióticos.

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