Fruto de las investigaciones realizadas hace cuatro años en el océano Ártico, a bordo de un barco científico, la euforia ha invadido al equipo de investigadores finlandeses que llevó a cabo esos trabajos. Confirman que las profundidades del Ártico es una fuente importante de candidatos a antibióticos. De momento, han sintetizado varios compuestos desconocidos hasta ahora con fuerte actividad antibacteriana.
Es bien sabido que los antibióticos son uno de los pilares fundamentales de la biomedicina, pero los científicos continúan buscando soluciones a las temidas resistencias bacterianas con un ritmo de hallazgos de estos medicamentos alarmantemente bajo.
En la actualidad, cerca del 70 % de todos los antibióticos comercializados se han sintetizado de actinobacterias del suelo. Los expertos opinan que buscarlas en otros hábitats es una estrategia prometedora, especialmente si esto produjera moléculas nuevas que no eliminen a las bacterias directamente ni impidan su crecimiento, sino que tengan el objetivo de reducir su virulencia o capacidad para causar enfermedades.
Estos investigadores opinan que las actinobacterias que se encuentran en el fondo marino o dentro del microbioma de organismos marinos, “han recibido mucha menos atención como posibles fuentes de antibióticos, más aún con respecto a los compuestos modificadores de la virulencia”.
Este objetivo tiene justificación ya que es difícil que las cepas patógenas específicas desarrollen resistencia en estas condiciones, mientras que estos compuestos antivirulentos también tienen menos probabilidades de causar efectos secundarios no deseados.
Como detalla la profesora Päivi Tammela, de la Universidad de Helsinki y directora del estudio que difunde Frontiers in Microbiology, “demostramos cómo los ensayos de detección avanzados pueden identificar metabolitos antivirulentos y antibacterianos a partir de extractos de actinobacterias y descubrimos un compuesto que inhibe la virulencia de E. coli enteropatógena (EPEC), sin afectar su crecimiento, y un compuesto inhibidor del crecimiento, ambos en actinobacterias del Océano Ártico”.
La profesora Tammela y su equipo desarrollaron un nuevo conjunto de métodos que pueden probar simultáneamente el efecto antivirulento y antibacteriano de cientos de compuestos desconocidos.
Se centraron en una cepa de EPEC que causa diarrea grave (y a veces mortal) en niños menores de cinco años, especialmente en países en desarrollo. La EPEC causa enfermedades al adherirse a las células del intestino humano. Una vez allí inyecta los llamados factores de virulencia en la célula huésped para secuestrar su maquinaria molecular y, en última instancia, matarla.
Los compuestos probados se derivaron de cuatro especies de actinobacterias, aisladas de invertebrados muestreados en el océano Ártico, frente a Svalbard, durante una expedición del buque de investigación noruego Kronprins Haakon, en agosto de 2020. Luego, se cultivaron estas bacterias, se extrajeron sus células y su contenido se separó en fracciones. Cada fracción se probó in vitro, contra EPEC adherida a células de cáncer colorrectal cultivadas.
Los investigadores encontraron dos compuestos desconocidos con fuerte actividad antivirulenta o antibacteriana: uno de una cepa desconocida (T091-5), del género Rhodococcus, y otro de una cepa desconocida (T160-2) de Kocuria.
Estos compuestos mostraron dos tipos complementarios de actividad biológica. En primer lugar, inhibiendo la formación de los llamados pedestales de actina por parte de las bacterias EPEC, un paso clave según los científicos mediante el cual este patógeno se adhiere al revestimiento intestinal del huésped.
En segundo lugar, inhibiendo la unión de EPEC al llamado receptor Tir en la superficie de la célula huésped, un paso necesario para reconfigurar sus procesos intracelulares y causar la enfermedad.
A diferencia de los compuestos de T160-2, el T091-5 no ralentizó el crecimiento de las bacterias EPEC. Esto significa que es la cepa más prometedora de las dos, ya que es menos probable que la EPEC desarrolle resistencia a sus efectos antivirulentos.
Con técnicas analíticas avanzadas, los autores determinaron que el compuesto activo de T091-5 probablemente era un fosfolípido; esto es, una clase de moléculas grasas que contienen fósforo y que desempeñan funciones importantes en el metabolismo celular.
Como adelanta la profesora Tammela, “los próximos pasos son la optimización de las condiciones de cultivo para la producción de compuestos y el aislamiento de cantidades suficientes de cada uno, para dilucidar sus respectivas estructuras e investigar más a fondo sus respectivas bioactividades”.