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, una investigación reciente revela que las bacterias que viven en insectos podrían ser más efectivas para combatir las superbacterias comunes resistentes a los medicamentos que las bacterias del suelo.

Los investigadores se han dirigido a las hormigas en su búsqueda de nuevos compuestos con propiedades antibióticas.

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

Un aspecto destacado del nuevo estudio es el descubrimiento de un nuevo antibiótico en el Cyphomyrmex hormiga, que es una especie brasileña que cultiva hongos. Los investigadores llamaron al compuesto cyphomycin.

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

En una reciente Comunicaciones de la naturaleza En el documento sobre estos hallazgos, el equipo explica que la falta de nuevos antibióticos está contribuyendo a la creciente amenaza global de las infecciones resistentes a los antibióticos.

"A través de nuestra evaluación sistemática", señalan los autores, "demostramos que los microbiomas de 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, continúan creciendo.

Las infecciones debidas a patógenos resistentes a los antibióticos suelen requerir estancias hospitalarias 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 global que representa 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 resistencia a los antibióticos es que los tipos y la cantidad de nuevos medicamentos en trámite no serán suficientes para superar la amenaza.

La OMS repitió su advertencia sobre esto en un informe de 2017. La agencia global declaró que la mayoría de los 51 antibióticos en desarrollo clínico eran “modificaciones de clases de antibióticos existentes” y solo ofrecerían soluciones a corto plazo.

Tantas bacterias en los insectos como en el suelo

La mayoría de los antibióticos que se utilizan hoy en día provienen de Streptomyces bacterias, un gran género que comenzó a evolucionar hace unos 400 millones de años.

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

Los estudios genéticos han demostrado que solo una cepa de Streptomyces potencialmente podría producir decenas de compuestos similares a los que ya se utilizan como antibióticos. Además, las bacterias contienen una gran cantidad de "conjuntos de genes biosintéticos relevantes".

Por estas razones, los científicos están estudiando intensamente Streptomyces bacterias con la expectativa de que descubran nuevos fármacos para combatir la resistencia a los antibióticos.

Sin embargo, los autores del nuevo estudio señalan que las búsquedas de antibióticos novedosos en suelos Streptomyces "Redescubrir en gran medida compuestos conocidos". También señalan que ningún estudio ha buscado sistemáticamente los microbiomas. Entonces, eligieron enfocarse en Streptomyces en insectos.

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

Los investigadores señalan que, contrariamente a la "suposición predominante" de que Streptomyces Las especies son más abundantes en el suelo, sus hallazgos sugieren que las bacterias son igualmente abundantes en los insectos.

Las bacterias de los insectos son más poderosas

Los insectos produjeron más de 10,000 cepas de bacterias para probar. Los investigadores también examinaron 7.000 cepas provenientes del suelo y las plantas.

Siguió una batería de pruebas muy poderosa e intensiva, que involucró más de 50,000 pruebas en total.

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

Los resultados mostraron que Streptomyces Las cepas provenientes de insectos pudieron combatir bacterias y hongos infecciosos con más fuerza que las cepas provenientes del suelo o las plantas.

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

En otra parte del estudio, los investigadores se centraron en la cifomicina, un compuesto antifúngico que habían encontrado en Streptomyces bacterias en el brasileño Cyphomyrmex hormiga que crece hongos.

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

Deje que los insectos "hagan la prospección"

El equipo no se sorprendió al descubrir que los insectos podrían ser una rica fuente 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, es menos probable que sean tóxicos y, en segundo lugar, podrían ser eficaces contra 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 los insectos asociados Streptomyces como una nueva fuente de antimicrobianos tiene el potencial de revitalizar los estancados canales de descubrimiento de antibacterianos y antifúngicos ".
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