Una investigación ha descubierto que los lagos tibetanos contienen bacterias que producen antibióticos

Una investigación ha descubierto que los lagos tibetanos contienen bacterias que producen antibióticos

La expedición descubrió que los lagos tibetanos contenían antibióticos

Mapa del Tíbet, también conocido como Xizang Zizhiqu. Los seis sitios de recolección de muestras están marcados con triángulos (▲) para lagos salinos y triángulos invertidos (▼) para lodo. El mapa de cuadro pequeño indica la posición del Tíbet (que se muestra en rojo) en relación con el resto de China (azul). Las cuatro imágenes de satélite de la derecha son fotografías de lagos. Crédito: Modificado por Shao-Wei Liu et al./ Microorganismos y Lifang Liu et al./ Fronteras en microbiología

Los investigadores de Skoltech y sus colegas en China y Rusia han descubierto que el agua y el suelo de la meseta tibetana están llenos de bacterias que producen antibióticos. Aunque ninguno de los compuestos antimicrobianos identificados por el equipo es nuevo para la ciencia, los hallazgos brindan cierta esperanza en medio de un brote de resistencia bacteriana impulsado por el uso irresponsable de medicamentos.

Una mayor investigación de hábitats remotos y de difícil acceso en el Tíbet y otros lugares puede eventualmente revelar nuevos antibióticos. Se informan los hallazgos del equipo. Fronteras en microbiología Y Microorganismos.

Cada vez que alguien toma antibióticos, los microbios vislumbran el arma secreta definitiva de la humanidad contra las infecciones bacterianas. Algunas bacterias supervivientes transmiten los mecanismos de protección que tenían a su descendencia. Esto no importaría mucho si la gente solo usara antibióticos recetados, pero tal como están las cosas, nuestros antimicrobianos más poderosos ya no son un secreto: las bacterias se están volviendo resistentes a ellos.

La comunidad biomédica responde a la resistencia bacteriana promoviendo el uso responsable de medicamentos y buscando nuevos fármacos.

«Hay dos enfoques básicos para descubrir antibióticos», afirma el profesor asistente Dmitry Lukyanov de Skoltech Bio, coautor de ambos estudios. «Una cosa que puedes hacer es explorar bibliotecas químicas, enormes bases de datos con cientos de miles de compuestos que puedes probar para determinar la actividad antibiótica. Esa búsqueda puede ser facilitada por algoritmos de aprendizaje automático. Alternativamente, puedes buscar candidatos a fármacos en la naturaleza. Por ejemplo en el suelo, porque las bacterias que viven allí producen antibióticos para combatir otras bacterias.

Las muestras fueron primero al Laboratorio Clave de Agentes Antimicrobianos de Beijing. Allí, los investigadores cultivaron las muestras en un medio rico en nutrientes conocido como caldo de cultivo. Luego se analizó la actividad antimicrobiana de los cultivos líquidos obtenidos por el equipo. Se sometieron a análisis genéticos cepas bacterianas que producían compuestos antibióticos. Luego, los investigadores compararon las cepas analizadas con cepas bacterianas clínicamente importantes que causan enfermedades en humanos.

El siguiente paso lo dio el laboratorio Skoltech. Después de recibir extractos secos de fluidos de cultivo que contenían compuestos antibióticos, Lukyanov y sus colegas comenzaron a determinar los mecanismos de acción antimicrobiana involucrados utilizando el llamado sistema informador, que fue desarrollado por el coautor del estudio y profesor del Bio Center Peter Sergiev. Investigadores.

«Hay varias formas en que los antibióticos pueden dañar a las bacterias: afectando la síntesis de proteínas, la replicación del ADN, la transcripción del ARN, la síntesis de la pared celular o procesos metabólicos clave», explica Lukyanov.

«Los científicos de Skoltech y MSU han creado un sistema informador que nos permite aislar compuestos con dos mecanismos de acción. Primero, antibióticos que inhiben la producción de proteínas por parte de las bacterias. Segundo, compuestos que afectan la replicación del ADN o la transcripción del ARN». Todos los demás mecanismos de acción se clasifican en el tercer grupo.

Para determinar qué mecanismo está funcionando en un caso determinado, el sistema se basa en una doble «cepa informadora» de la bacteria E. coli. Se trata de una cepa de laboratorio desprovista artificialmente de ciertos mecanismos de defensa, lo que facilita detectar y medir los efectos de los antibióticos.

Para realizar la prueba, los científicos cultivaron una cepa reportera en placas de Petri y la expusieron a controles y extractos de fluidos de cultivo tibetano: antibióticos estándar que representan los dos procedimientos principales. En función de cuán letales resultaron ser los compuestos analizados para la cepa informadora, en comparación con los antibióticos de uso común, el equipo pudo decidir qué mecanismo incluir.

Los investigadores utilizaron dos técnicas analíticas de alta precisión para identificar los compuestos (cromatografía y espectrometría de masas) para determinar qué especies químicas estaban presentes en los extractos. Entre ellos se encuentran hedamicinas y kidamicinas de agua salina de lagos, así como rifamicinas de muestras de suelo tibetano.

«Aunque se sabe que estas familias de compuestos son antibióticos, su presencia en zonas tan remotas y a tales altitudes sobre el nivel del mar no es algo que se pueda sospechar fácilmente», comenta Lukyanov. «Es posible que allí también se escondan otros antibióticos desconocidos. Y tal vez la próxima vez tengamos la suerte de encontrarlos».

Sin embargo, si decide buscar nuevos antibióticos revolucionarios en su patio trasero, es probable que encuentre compuestos conocidos desde hace mucho tiempo por la ciencia y de interés limitado para la comunidad médica. No ocurre lo mismo con las zonas remotas, escasamente pobladas y de difícil acceso. Por ejemplo el Tíbet.

Los coautores chinos de los dos estudios presentados en este artículo realizaron expediciones a la meseta tibetana y recolectaron muestras de agua y suelo de varios lugares de las tierras altas, incluidos cuatro lagos salinos.

Más información:
Lifang Liu et al., Bioprospección de actinobacterias derivadas del suelo y metabolitos secundarios bioactivos en la meseta occidental de Qinghai-Tíbet, Fronteras en microbiología (2023) DOI: 10.3389/fmicb.2023.1247001

Shao-Wei Liu et al., Bioprospección de la diversidad actinobacteriana y metabolitos secundarios antibacterianos de sedimentos de cuatro lagos salinos en la meseta norte del Tíbet, Microorganismos (2023) DOI: 10.3390/microorganismos11102475

Proporcionado por el Instituto Skolkovo de Ciencia y Tecnología

referencia: Descubrimiento encuentra bacterias productoras de antibióticos en lagos tibetanos (28 de febrero de 2024) Consultado el 28 de febrero de 2024 en https://phys.org/news/2024-02-tibetan-lakes-harbor-bacteria-antibiotics.html

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