Los antibióticos son el eje de la medicina moderna: sin ellos, cualquier persona con heridas abiertas o que necesite someterse a una intervención quirúrgica correría el riesgo constante de contraer infecciones peligrosas. Sin embargo, seguimos enfrentándonos a una crisis mundial de antibióticos, ya que están evolucionando cepas bacterianas cada vez más resistentes, mientras que el ritmo de descubrimiento de antibióticos fundamentalmente nuevos ha sido mucho más lento.
Pero hay motivos para la esperanza: el 70% de todos los antibióticos autorizados en la actualidad se han derivado de actinobacterias del suelo, y la mayoría de los entornos de la Tierra aún no han sido explorados en busca de ellas. Por lo tanto, centrar la búsqueda en actinobacterias en otros hábitats es una estrategia prometedora, especialmente si esto fuera a producir moléculas nuevas que no maten a las bacterias directamente ni impidan su crecimiento, sino que solo reduzcan su “virulencia” o capacidad para causar enfermedades. Esto se debe a que es difícil que las cepas patógenas específicas desarrollen resistencia en estas condiciones, mientras que estos compuestos antivirulentos también tienen menos probabilidades de causar efectos secundarios no deseados.
“Aquí mostramos cómo los ensayos de detección avanzados pueden identificar metabolitos antivirulentos y antibacterianos a partir de extractos de actinobacterias”, dijo la Dra. Päivi Tammela, profesora de la Universidad de Helsinki, Finlandia, y autora correspondiente de un nuevo estudio en Frontiers in Microbiology.
“Descubrimos un compuesto que inhibe la virulencia de E. coli enteropatógena (EPEC) sin afectar su crecimiento, y un compuesto inhibidor del crecimiento, ambos en actinobacterias del Océano Ártico”.
Selección automatizada de compuestos candidatos
Tammela y sus colegas desarrollaron un nuevo conjunto de métodos que pueden probar el efecto antivirulento y antibacteriano de cientos de compuestos desconocidos simultáneamente. Se centraron en una cepa de EPEC que causa diarrea grave (y a veces mortal) en niños menores de cinco años, especialmente en países en desarrollo.
La EPEC causa enfermedades al adherirse a las células del intestino humano. Una vez que se adhiere a estas células, la EPEC inyecta los llamados “factores de virulencia” en la célula huésped para secuestrar su maquinaria molecular y, en última instancia, matarla.
Los compuestos probados se derivaron de cuatro especies de actinobacterias, aisladas de invertebrados muestreados en el mar Ártico frente a Svalbard durante una expedición del buque de investigación noruego “Kronprins Haakon” en agosto de 2020. Luego, se cultivaron estas bacterias, se extrajeron sus células y se separó su contenido en fracciones. Luego, cada fracción se probó in vitro, contra la EPEC adherida a células de cáncer colorrectal cultivadas.
Los investigadores encontraron dos compuestos desconocidos con fuerte actividad antivirulenta o antibacteriana: uno de una cepa desconocida (llamada T091-5) del género Rhodococcus, y otro de una cepa desconocida (T160-2) de Kokuria.
Potentes efectos antivirulentos
Los compuestos mostraron dos tipos complementarios de actividad biológica. En primer lugar, inhibiendo la formación de los llamados “pedestales de actina” por parte de las bacterias EPEC, un paso clave mediante el cual este patógeno se adhiere al revestimiento intestinal del huésped. En segundo lugar, inhibiendo la unión de EPEC al llamado receptor Tir en la superficie de la célula huésped, un paso necesario para reconectar sus procesos intracelulares y causar la enfermedad.
A diferencia de los compuestos de T160-2, el compuesto de T091-5 no ralentizó el crecimiento de las bacterias EPEC. Esto significa que T091-5 es la cepa más prometedora de las dos, ya que es menos probable que EPEC desarrolle resistencia a sus efectos antivirulentos. Con técnicas analíticas avanzadas, los autores determinaron que el compuesto activo de T091-5 era muy probablemente un fosfolípido, una clase de moléculas grasas que contienen fósforo y que desempeñan papeles importantes en el metabolismo celular.
“Los próximos pasos son la optimización de las condiciones de cultivo para la producción de compuestos y el aislamiento de cantidades suficientes de cada compuesto para dilucidar sus respectivas estructuras e investigar más a fondo sus respectivas bioactividades”, afirmó Tammela.
Fuente: Phys.org.
