martes, 9 de junio de 2015

Chile estudia bacterias antárticas capaces de enfrentar a microorganismos resistentes a los antibióticos

 Los antibióticos han salvado innumerables vidas desde el descubrimiento de la penicilina en 1928. Sin embargo, su uso indiscriminado hace que algunas infecciones no reaccionen a los fármacos existentes.
Los científicos saben que los territorios antárticos tienen un valor microbiológico insospechado. La causa está en sus diferentes ambientes con condiciones extremas para el desarrollo de la vida en la Tierra, valles desérticos, fríos y secos, lagunas saladas, fuentes hidrotermales terrestres y submarinas. Estos diversos hábitats suponen una gran biodiversidad de microorganismos, muchos desconocidos hasta ahora.

Es por ello, que María Soledad Pavlov, estudiante de doctorado en biotecnología de las universidades Católica de Valparaíso (PUCV) y Federico Santa María, está identificando y caracterizando biorrecursos antárticos para crear nuevos antibióticos contra las bacterias multirresistentes, tales como las especies de Pseudomonas y Staphylococcus, con el apoyo del Instituto Antártico Chileno (INACH).

Pavlov trabaja en el laboratorio de biotecnología de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, en un equipo liderado por el Dr. Sergio Marshall.

Myriam Gómez, directora ejecutiva de Fundación Imagen de Chile explicó que “el impacto que podría tener esta investigación en la salud pública mundial sin duda es muy positivo para la imagen de Chile y evidencia las condiciones únicas de nuestro país como laboratorio natural para el desarrollo de la ciencia universal. Chile ha incrementado en más de siete veces el número de sus investigaciones sobre la Antártica en los últimos 13 años, en temas relativos al cambio climático y el uso de los biorrecursos con fines médicos y es hoy, a través de Punta Arenas, uno de los principales puntos de acceso al Continente Blanco".

Cuáles son las adaptaciones (genes, proteínas, enzimas, entre otras) que han desarrollado estos microorganismos para sobrevivir en este contexto, es lo que busca la investigadora Pavlov.

El equipo de investigación en que ella participa, ha analizado más de 80 muestras de suelo antártico; más de 200 bacterias, algunas con capacidad de inhibición de amplio espectro, es decir, que no permiten el crecimiento de Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes y Escherichia coli.

La Escherichia coli puede causar infecciones intestinales graves o infecciones urinarias. Listeria monocytogenes es uno de los patógenos causantes de infecciones alimentarias más violentas porque actúna como contaminantes de alimentos.

El Staphylococcus aureus, patógeno oportunista en humanos, cerdos y otros animales de granjas, puede producir una amplia gama de enfermedades, que van desde infecciones cutáneas y de las mucosas relativamente benignas, tales como foliculitis, furunculosis o conjuntivitis, hasta enfermedades de riesgo vital, como celulitis, abscesos profundos, osteomielitis, meningitis, sepsis, endocarditis o neumonía. Además, también puede afectar al aparato gastrointestinal, ya sea por presencia física de Staphylococcus aureus o por la ingesta de la enterotoxina estafilococia.

 “Una vez que comprendamos qué genes están relacionados con esta actividad antibacteriana, la idea es clonar estos genes en un vector de expresión, para incorporarlo en una bacteria que sea de fácil manejo industrial como es Staphylococcus, con el fin de crear nuevos antibióticos”, añade la investigadora Pavlov.

 “Estamos intentando generar un producto biotecnológico interesante, a partir de estas bacterias antárticas, que puedan suplir esta falta severa de antibióticos porque la industria, por los altos costos de este tipo de estudios, no se preocupa de investigar para generar este tipo de compuestos”, explica Pavlov.

Pavlov explica que en el laboratorio, el equipo “aísla las bacterias, para determinar el potencial antimicrobiano, especialmente de Pseudomonas antárticas y las hacemos crecer en el laboratorio, las incubamos y sembramos otras bacterias sobre ella (las que queremos matar) y buscamos evidenciar halos de inhibición, es decir, espacios en que no crecen más bacterias. Ese es el primer filtro para saber si tienen actividad antimicrobiana.

También, la investigación busca descubrir en cada bacteria los genes que están relacionados con su actividad antibacteriana. Esto se logra haciendo inhibiciones de genes al azar, para lograr identificar a aquel que con su interrupción detiene la actividad antibacteriana de un microorganismo. Para ello, probamos miles de clones, porque en los genes está codificada la información sobre cómo se produce un metabolito”.

El desarrollo de estudios a nivel molecular en la Antártica está en línea con las directrices nacionales que apuntan a dar respuesta a necesidades concretas a través de la investigación aplicada. En estas últimas décadas, el continente antártico se ha convertido en foco de interés de investigadores que no solo están interesados en estudiar las adaptaciones de organismos a las extremas condiciones antárticas, sino también a posibles aplicaciones.

Es así como hace más de diez años, a partir del estómago del kril, se caracterizaron las primeras enzimas que degradan proteínas a baja temperatura. En este sentido, muchos de los proyectos del PROCIEN abordan, por ejemplo, la caracterización de moléculas antibacterianas producidas por bacterias antárticas o las aplicaciones biotecnológicas de nanocompuestos fluorescentes producidos por bacterias o compuestos antineoplásicos provenientes de una planta antártica que puedan ayudar a combatir el cáncer.

Las levaduras, importantes en procesos industriales como la elaboración del pan, pueden ser fuente de nuevos pigmentos antioxidantes. En los próximos años, Chile no solo debería seguir incrementando el número de publicaciones científicas polares sino también el número de patentes y el traspaso de productos y procesos a la industria en un mundo cada vez más globalizado.
María Soledad Pavlov lleva cinco años estudiando este tema y dos temporadas de terreno en la península Antártica. Ha tomado muestras de suelo en las islas Shetland del Sur y en sectores continentales, como lugares cercanos a las bases “Yelcho” (INACH), “Gabriel González Videla” (FACH) y “Palmer” (Estados Unidos).

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