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23 de agosto de 2013

Las cuevas: La clave en la búsqueda de nuevos antibióticos

Antibióticos
Enfermera
  • Los antibióticos son fármacos utilizados para curar las infecciones
  • Alexander Fleming descubrió el pimer antibiótico: la penicilina
  • Las infecciones por SARM (Staphylococcus aureus resistente a la meticilina) son cada vez más resistentes a los antibióticos


La vida en las cuevas es dura. Los microorganismos deben pelear -sin dientes ni garras- por los escasos recursos.

A simple vista, las cavernas, los microbios y los antibióticos no parecen tener mucho en común. Sin embargo, estos ambientes aislados pueden esconder la clave para entender mejor la lucha constante contra las bacterias resistentes a los fármacos.

Los antibióticos son una suerte de llave química que puede encajar perfectamente en la cerradura molecular para matar a las bacterias. Los antibióticos imitan los patrones celulares para bloquear, unir e incluso colapsar las estructuras críticas dentro de una célula.
Como resultado, la bacteria no puede funcionar y se descompone o se muere.

Los antibióticos son, además, muy específicos: tienen la capacidad de identificar y atacar -sin equivocarse- una célula bacteriana en un mar de células humanas. Son la bala mágica que se convirtió en el descubrimiento más importante del siglo XX.

Químicamente, los antibióticos son mucho más complejos que las drogas contra el cáncer o los antivirales. Son algo así como una tela de araña de patrones intrincados formados por uniones químicas.

Estas estructuras complejas hacen que sea imposible para los científicos diseñarlos, por eso, con frecuencia, recurrimos a la naturaleza para descubrirlos.

De todos los antibióticos que aparecieron en el mercado en los últimos 60 años, el 99% deriva de otros microorganismos, mayormente de las bacterias y los hongos que hay en la tierra.

Pero esta fuente se está empezando a agotar, y por eso debemos empezar a buscarlos en otros ambientes más exóticos o extremos.

Hambruna constante

Las cavernas son entornos aislados, formados por la erosión del agua durante millones de años. En estos ambientes, donde no ingresan los rayos del sol ni los nutrientes de la superficie, los microorganismos se ven obligados a adaptarse y a vivir en una hambruna perpetua.

Trabajando en cuevas aprendí que estos microbios están tan bien adaptados a pasar hambre que, cuando crecen en laboratorio, tienen demasiado alimento.

Cuando estos microorganismos comienzan a buscar alimento de forma constante no pueden frenar su impulso y continúan llenándose hasta que se mueren.

Otros están tan acostumbrados a vivir con la poca energía disponible que pueden sobrevivir consumiendo incluso los plastificadores que se desprenden de los platos plásticos del laboratorio.
"Una de nuestras muetras produjo 38 componentes, incluyendo lo que parece ser un novedoso antibiótico. Para poner esto en perspectiva: se han descrito menos de 100 antibióticos y una muestra tomada en una cueva produjo más de un tercio de lo que hay"
Algunos hacen trampa, y aprenden a cazar a otras bacterias para obtener los recursos que necesitan para sobrevivir. De las 4.000 especies de bacteria que hemos hecho crecer de las cuevas -de las cuales 1.000 son nuevas- la mayoría se comporta de una manera diferente a las de la superficie.

Lo que hace a estas bacterias únicas también las hace ideales para descubrir nuevos antibióticos.

Junto con Brian Bachmann, de la Universidad de Vanderblit en Estados Unidos, analizamos algunas de estas muestras en busca de componente antimicrobiales.
Una de nuestras muestras produjo 38 componentes, incluyendo lo que parece ser un novedoso antibiótico. Para poner esto en perspectiva: se han descrito menos de 100 antibióticos y una muestra tomada en una cueva produjo más de un tercio de lo que hay.

Años en soledad

Lechuguilla

Los investigadores acamparon bajo tierra en la cueva Lechuguilla para tomar muestras. 
¿Pero qué es lo que hace que las bacterias de las cuevas tengan tanto potencial para el desarrollo de antibióticos?

La respuesta está, probablemente, en el aislamiento.

Estas bacterias fueron recolectadas en Lechuguilla, una cueva aislada y profunda formada hace cuatro millones de años por la acción del ácido sulfúrico del agua subterránea, en el estado de Nuevo México en EE.UU.

Para tomar muestras hay que descender con sogas a una profundidad de más de 370 metros. Es más, las zonas en las que tomamos muestras son tan remotas que tenemos que acampar bajo tierra por varios días.

El hecho de que se encuentren en un lugar tan alejado significa que nada ni nadie las ha tocado por millones de años.

Sin influencias externas, estas comunidades microbiales que habitan esta clase de medio ambiente pueden continuar evolucionando en condiciones aisladas, desarrollando soluciones novedosas a los problemas que afectan a sus contrapartes en la superficie, como la competencia y la necesidad de luchar por los recursos.

En pie de guerra

Las cuevas son un sitio difícil para sobrevivir, el alimento y los nutrientes esenciales son limitados. Esto fuerza los microorganismos a pelear.

Sin embargo, dado que su tamaño es diminuto -se necesitan dos millones para recubrir un punto y coma- sus opciones son limitadas: no tienen dientes para morder o garrar para defenderse. Lo que hacen, en cambio, es usar sus sorprendentes capacidades biosintéticas para sintetizar antibióticos y matar a la competencia.
Para examinar cómo estas bacterias reaccionan a los antibióticos, examinamos 93 de las 4.000 que encontramos en la cueva.

A pesar de que estos organismos vivieron en aislamiento durante millones de años y nunca pudieron haber estado expuestos a antibióticos hechos por el hombre, mostraron resistencia a casi todos los que están en uso en la actualidad.

Así como pueden producir una multitud de antibióticos, algunos también son resistentes a una gran cantidad de ellos. Uno mostró resistencia a 14 antibióticos diferentes. Identificamos incluso un mecanismo de resistencia que no se había visto antes.

¿Qué significa todo esto? ¿Significa acaso que hagamos lo que hagamos, nunca ganaremos la batalla en la lucha contra los microbios?

Puede querer decir muchas coas, y probablemente pasemos años explorando y respondiendo etas preguntas.

Significa que la resistencia a los antibióticos forma parte de las bacterias, y que mientras usemos mal los antibióticos nunca ganaremos esta guerra.

También quiere decir que hay ambientes únicos, poco explorados, poblados de microorganismos que recién ahora empezamos a entender, que tienen la clave para el desarrollo de nuevas medicinas.

Encontrarlos requiere además técnicas nuevas y poco utilizadas, incluyendo pruebas y análisis genéticos para identificar las complicadas rutas químicas de las nuevas drogas y nuevas tecnologías en química analítica que nos permitan detectar componentes nuevos, así como investigadores que estén dispuestos a aventurarse en estos lugares únicos de nuestro planeta para desentrañar los secretos que esconden sus microbios

Tomado de:

BBC Ciencia

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