Fungal duo isolated from toxic lake produce novel antibiotic | April 19, 2017 Issue - Vol. 95 Issue 17 | Chemical & Engineering News
Volume 95 Issue 17
Issue Date: April 24, 2017 | Web Date: April 19, 2017

Una pareja de hongos encontrados en un lago tóxico producen un nuevo antibiótico

Los hongos del pozo Berkeley, al crecer juntos, generan un antibiótico que combate al Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA)
Department: Science & Technology
Keywords: antibiotics, Berkeley Pit, natural product, macrolide, fungus, extremophiles
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El pozo Berkeley (Montana, EE.UU.) es una mina a cielo abierto abandonada. El pH del agua es 2.5.
Credit: Shutterstock
Montana’s Berkeley Pit
 
El pozo Berkeley (Montana, EE.UU.) es una mina a cielo abierto abandonada. El pH del agua es 2.5.
Credit: Shutterstock

Dos especies de hongos, aislados de una mina a cielo abierto en Montana, producen, cuando se cultivan juntos, un compuesto químico que es capaz de matar cuatro cepas de bacterias Staphylococcus aureus resistentes a antibióticos (J. Nat. Prod. 2017, DOI: 10.1021/acs.jnatprod.7b00133). Aunque su estructura recuerda a la de una clase de antibióticos ya conocida, según los investigadores que han llevado a cabo el estudio, este nuevo potencial fármaco acaba con las bacterias de una manera novedosa.

Tras la detención en 1983 de la extracción de cobre en el pozo Berkeley, situado en las afueras de Butte (Montana, EE.UU), las aguas de lluvia y subterráneas llenaron el pozo y terminaron formando un lago. La roca expuesta al aire por la actividad minera se oxidó y acidificó el agua hasta un pH de 2.5. Además, varios metales pesados como hierro, cobre, arsénico y cadmio se vertieron al agua. El lago es tan tóxico que, por ejemplo, el invierno pasado varios miles de gansos blancos murieron después de hacer una parada en el pozo, esperando a que pasara una tormenta de nieve, durante su migración anual.

Sin embargo, las formas de vida microbiana no consideran que el pozo sea tan insalubre. En entornos tan extremos como éste, a pH tan ácidos y con elevadas concentraciones de metales, los microbios generan a menudo moléculas con una interesante actividad biológica. Durante casi 20 años, los científicos Andrea A. Stierle y Donald B. Stierle, del departamento de Química de Productos Natuales de la Universidad de Montana, han estado estudiando los compuestos producidos por hongos aislados del agua y de los sedimentos del pozo Berkeley. Habían encontrado moléculas que retrasaban la inflamación, la muerte celular y la metástasis. Pero nunca antes habían encontrado antibióticos.

Los investigadores se preguntaron si, al cultivar juntas dos especies diferentes de hongos Penicillium, producirían nuevos compuestos con bioactividad que ninguna de las cepas sería capaz al ser cultivadas individualmente. Comenzaron cultivando un hongo en un caldo primero y al cabo de un día añadiendo el segundo. Después de que los dos hongos creciesen juntos durante seis días, los investigadores extrajeron con cloroformo las moléculas orgánicas que las células habían generado. El equipo de investigadores usó entonces un test de inhibición de proteínas que habían desarrollado con anterioridad para identificar moléculas con potencial actividad biológica. Tras esto, determinaron las estructuras moleculares por medio de varios métodos espectroscópicos y encontraron una familia de macrólidos de 16 miembros (moléculas con un anillo de lactona) que no eran sintetizados por ninguno de los hongos cuando crecían aislados.

Debido a que estas estructuras se asemejan a antibióticos conocidos, tales como la eritromicina, los investigadores evaluaron varios de los compuestos aislados por si tenían propiedades antibióticas. Uno de ellos, la Berkeleylactona A, presentó actividad frente a cuatro cepas de S. aureus con resistencia a metilicina.

Según Andrea Stierle, varias diferencias estructurales y ensayos bioquímicos apuntan a que esta molécula podría actuar de manera diferente a como lo hacen antibióticos macrólidos similares. La Berkeleylactona A carece de azúcares y de dobles enlaces, dos características estructurales que se consideraban indispensables para las propiedades antibióticas de otros macrólidos de 16 miembros que habían sido aislados con anterioridad de bacterias u hongos. Aun sin saber todavía cuál es su manera de actuar, ésta ni inhibe la síntesis de proteínas ni bloquea la actividad de los ribosomas, como hacen otros antibióticos macrólidos.

A Lesley-Ann Giddings, una química del departamento de Productos Naturales del Middlebury College (Vermont, EE.UU.), le parece muy interesante el cultivo de parejas de hongos, ya que esta estrategia de cultivos múltiples se había empleado hasta ahora sólo con mezclas binarias de una bacteria y un hongo. Al co-cultivar microorganismos, se establece una competición por los recursos del medio que puede llegar a ser el detonante para que uno de los microbios exprese genes que en otras condiciones estarían inactivos, y produzca compuestos que acaben con sus competidores.


Traducción al español producida por Greco González Miera de Divulgame.org para C&EN. La versión original (en inglés) del artículo está disponible aquí.

 
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ISSN 0009-2347
Copyright © American Chemical Society

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