DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN EN BACTERIAS ANTÁRTICAS Y SUS APLICACIONES, PRESENTÓ EL Dr. GERARDO GONZÁLEZ EN SIMPOSIO EN PUCÓN

En el marco del VII Simposio de Recurso Genéticos para América Latina y el El Caribe, “SIRGEAL 2009”, realizado en Pucón durante los días 28 al 30 de octubre, fue invitado a participar el Dr. Gerardo González Rocha, para presentar dos trabajos en el Simposio Recursos microbiológicos de ambientes extremos y sus aplicaciones: “Antibióticos de Bacterias Antárticas” y “Evaluación de la actividad antagónica de bacterias antárticas sobre patógenos de cultivos acuícolas”. Este último, presentado por Ruth Karina Sánchez, estudiante de Ingeniería en Biotecnología Marina y Acuícola, tesista del Laboratorio de Investigación en Antibióticos, del Departamento de Microbiología.

La idea en nuestra participación, señala el Dr. González, fue mostrar recursos genéticos de microorganismos en ambientes extremos. En ese contexto fui invitado a hablar acerca de Antibióticos y Bacterias Antárticas. El enfoque que le di a mi ponencia fue cuál es la situación del problema de resistencia que tenemos actualmente en los hospitales, como son las bacterias multiresistentes y panresistentes, en el sentido que hay muy pocas alternativas para el tratamiento de los cuadros infecciosos que producen estas bacterias.

Debido a que la Food and Drug Administration (FDA) ha liberado muy pocos antibióticos entre los años 1997 y 2003, no se han aprobado más de 5 nuevos antibióticos, y todos, principalmente, enfocados contra un grupo de bacterias que en forma genérica las llamamos bacterias Gram positivas, que si ese es un problema, mucho más complicado es el problema de resistencia en bacterias Gram negativas y, sobretodo, a nivel intrahospitalario. Entonces el objetivo de nuestra investigación en la Antártica, además de estudiar la diversidad bacteriana, fue buscar bacterias que tienen antagonismo sobre otros microorganismos, esto significa que son capaces de inhibir el desarrollo de otros microorganismos, de manera de visualizar en esas bacterias el potencial de un nuevo compuesto con actividad antibacteriana y usarlo para continuar estudios futuros en la búsqueda de antibióticos, o para usarlos como biocida en el control de estas bacterias nivel medio ambiental. (biocida = destruyen o controlan el desarrollo de cualquier microorganismo considerado nocivo para el hombre).

Con la Dra. Mariana Domínguez y el grupo de investigadores que participan en el proyecto INACH T-17-08, Dra. Helia Bello, Dr Homero Urrutia y Dr. Cristian Hernández, hemos estado estudiando la diversidad de bacterias en la Península Fildes en el Territorio Antártico Chileno, y además, la resistencia de las bacterias a los antibióticos. En este grupo de bacterias antárticas, hemos buscado los antagonistas que actúan sobre bacterias que son importantes para el ámbito de la salud humana, bacterias que son problemas en los hospitales, pero también hemos estudiado bacterias con capacidad antagónica contra bacterias patógenas para cultivos acuícolas. Chile, es un país importante en salmonicultura y cultivo de moluscos, entonces, por esta razón hemos estado realizando esos ensayos. Ese es el enfoque que le estamos dando a la investigación antártica en estos momentos.

En esta investigación también se han involucrado varios estudiantes, algunos ya titulados como Karen Alegría (Bióloga), Juan Ignacio Sepúlveda (Bioquímico), y otros en sus tesis de postgrado como Gabriel Muñoz (Biólogo y tesista del Magíster en Microbiología).

ANTIBIÓTICOS DE BACTERIAS ANTÁRTICAS

Gerardo González-Rocha, ggonzal@udec.cl

Grupo de Investigación en Resistencia a Antibióticos. Departamento de Microbiología. Facultad de Ciencias Biológicas. Universidad de Concepción. Concepción. Chile.

Durante las últimas décadas se ha incrementado considerablemente la investigación en microorganismos de ambientes extremos, en especial con bacterias y hongos que forman parte de la microbiota del Ártico y la Antártica, que dada sus características o las propiedades de sus enzimas tienen un gran potencial como biorecursos de aplicación biotecnológica. Estas aplicaciones pueden ser en diversas áreas de desarrollo, como producción de alimento, minería, procesamiento de basura, bioremedioación ambiental, productos de interés para la agricultura, la medicina y el diagnóstico molecular (Russell, 2006).

En los últimos años, el problema de resistencia bacteriana a los antibióticos se ha visto dramáticamente incrementado, especialmente en bacterias intrahospitalarias y también en otros ambientes en que el uso de antibióticos clásicos ha ejercido una presión selectiva constante, favoreciendo la selección de cepas bacterianas multiresistentes y, más recientemente, panresistentes. Esta situación tiene un importante impacto en el costo de los tratamientos y prevención de las enfermedades infecciosas, como también en la morbilidad y mortalidad de estas enfermedades (Howard y col., 2003). Sin embargo, el desarrollo de nuevos compuestos antibacterianos, por parte de la industria farmacéutica, que ayuden a controlar la diseminación de bacterias resistentes a los antibióticos ha tenido un muy lento desarrollo en los últimos años, en especial compuestos con actividad sobre bacterias Gram negativas (Eiland y Gatlin, 2008). Hasta la fecha, la mayoría de los agentes antibacterianos clínicamente útiles corresponden a metabolitos secundarios de bacterias u hongos, y los antibióticos basados total o parcialmente en productos naturales siguen comprendiendo una parte importante de los compuestos anti-infecciosos recientemente aprobados (Koehn, 2009). Por otra parte, la aproximación metagenómica de la búsqueda de compuestos con actividad antibacteriana es un enfoque moderno que se espera capture vías metabólicas completas para la síntesis de antibióticos (Walsh, 2003). Es por esta razón, que la búsqueda de nuevos agentes antimicrobianos producidos por bacterias antárticas es un campo emergente de relevante importancia, ya que la Antártica es un ambiente extremo que puede tener poblaciones únicas de microorganismos que producen nuevas clases de compuestos antimicrobianos, incluyendo antibióticos.

Estudios recientes (Mangano y col., 2009) han informado la capacidad antagónica de bacterias psicrófilas asociadas con las esponjas antárticas Anoxycalyx joubini y Lissodendoryx nobilis, lo que jugaría un rol significante en la modelación de la comunidad bacteriana dentro de los tejidos de la esponja. Los datos de este estudio confirman observaciones anteriores (O’Brien y col., 2004; Lo Giudice y col., 2007) en la actividad antibacteriana de microorganismos antárticos y representan una línea basal para la investigación tanto del papel ecológico como de la prospección biotecnológica de la Región Antártica.

En esta perspectiva nuestro grupo de investigación ha comenzado la búsqueda y caracterización de bacterias aisladas de Península Fildes, Isla Rey Jorge, que posean actividad antagónica sobre patógenos de importancia en salud humana y en acuicultura, en especial sobre aquellos que son multiresistentes a los antibióticos actualmente disponibles para uso clínico. Los resultados obtenidos dan cuenta del aislamiento de bacterias con capacidad antagónica sobre bacterias patógenas para cultivos acuícolas, que poseen actividad inhibitoria sobre cepas de Vibrio splendidus, V. parahaemolyticus, Halomonas sp., Flavobacterium psycrhophilum y Aeromonas hydrophila. La caracterización preliminar de este fenómeno de antibiosis apunta a la producción de compuestos de naturaleza proteica, probablemente del tipo bacteriocinas u otro compuesto peptídico.

Por otra parte, en otro estudio (Wong y col., 2008) hemos informado que 28 cepas bacterianas de 2226 aisladas en Península Fildes tienen la capacidad de inhibir el crecimiento de patógenos transmitidos por alimentos, como son Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium, S. typhi y V. parahaemolyticus.

Finalmente, se ha obtenido un compuesto producido por una de estas bacterias con capacidad antagónica, el cual ha sido ensayado sobre bacterias Gram negativas patógenas humanas multiresistentes, aisladas en hospitales chilenos, demostrando una actividad inhibitoria con concentraciones que están en el orden de los 0,5 a 16 µg/ml. Estos resultados, aunque preliminares, son muy promisorios en la búsqueda de compuestos antimicrobianos que puedan ser utilizados como antibióticos o como biocidas en el control de bacterias patógenas multiresistentes a los antibióticos actualmente en uso, lo que apoya y fortalece la investigación antártica dirigida en este sentido.