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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