Una bacteria ofrece una alternativa a los antibióticos
Descubierta una sustancia antibacteriana procedentes de los estafilococos con un nuevo mecanismo de acción que estas bacterias usan contra sus competidores naturales.
Por la University Hospital Bonn
Las bacterias se atacan entre sí con antimicrobianos. Imagen generada con DALL-E
Muchas bacterias producen sustancias para obtener ventaja sobre sus competidores en su entorno natural, que por lo general resulta altamente competitivo. Investigadores del Hospital Universitario de Bonn (UKB), de la Universidad de Bonn y del Centro Alemán para la Investigación de Infecciones (DZIF) han descubierto un nuevo lantibiótico. Este es un tipo de antibiótico natural producido por ciertas bacterias, especialmente algunas cepas de bacterias de los géneros Staphylococcus, Streptococcus y Bacillus. Lo que hace que los lantibióticos sean únicos es su estructura química peculiar, que contiene enlaces de azufre intramoleculares llamados enlaces lanthionina, de ahí el nombre antibiótico.
Estos compuestos tienen propiedades antimicrobianas, lo que significa que pueden matar o inhibir el crecimiento de bacterias, incluidas algunas cepas resistentes a otros antibióticos. Los lantibióticos son de interés en la investigación médica debido a su potencial para combatir infecciones bacterianas, especialmente aquellas causadas por bacterias resistentes a múltiples fármacos.
El nuevo lantibiótico se conoce como epilancina A37. Este es producido por estafilococos que colonizan la piel y actúa específicamente contra sus principales competidores, las corinebacterias. Esta especificidad probablemente esté mediada por un mecanismo de acción muy especial, que los investigadores pudieron descifrar en detalle. Sus resultados ahora se han publicado en la reconocida revista ISME.
La resistencia a los antíbióticos, en aumento.
Debido al aumento de la resistencia a los antibióticos en los agentes patógenos causantes de infecciones, es importante el desarrollo de nuevas sustancias antibacterianas. Las esperanzas están puestas en un nuevo grupo de sustancias producidas por bacterias gram positivas, los lantibióticos. Se trata de péptidos antimicrobianos que suelen tener un espectro de actividad muy estrecho.
"Tales compuestos son muy interesantes desde el punto de vista médico, ya que podrían atacar específicamente a grupos individuales de organismos sin afectar a toda la flora bacteriana, como ocurre, por ejemplo, con los antibióticos de amplio espectro", afirma el doctor Fabian Grein, hasta hace poco jefe del grupo de investigación Interferencia Bacteriana del DZIF en el Instituto de Microbiología Farmacéutica de la UKB y miembro del Área de Investigación Transdisciplinar (TRA) Vida y Salud de la Universidad de Bonn.
Ventaja competitiva esencial frente a las corinebacterias.
El equipo de investigación de la UKB dirigido por Fabian Grein y Tanja Schneider, junto con el equipo de Ulrich Kubitscheck, catedrático de Química Biofísica de la Universidad de Bonn, han descubierto ahora un nuevo lantibiótico, la epilancina A37. La producen los estafilococos, colonizadores típicos de la piel y las mucosas. Poco se sabe de estos péptidos antimicrobianos.
"Hemos podido demostrar que las epilancinas están muy extendidas en los estafilococos, lo que subraya su importancia ecológica”, afirma el primer autor Jan-Samuel Puls, estudiante de doctorado de la Universidad de Bonn en el Instituto de Microbiología Farmacéutica de la UKB. Esto se debe a que los estafilococos y las corinebacterias son géneros importantes de la microbiota humana —es decir, el conjunto de todos los microorganismos como bacterias y virus-— en la nariz y la piel, que están estrechamente relacionados con la salud y la enfermedad.
La epilancina A37, marcada en verde, se acumula en la célula bacteriana, teñida de azul. Crédito: University Hospital Bonn (UKB) / Jan-Samuel Puls
La necesidad de producir un compuesto de este tipo indica una marcada competencia entre las especies. Los investigadores pudieron demostrar que la epilancina A37 recién descubierta actúa de forma muy específica contra las corinebacterias, que se encuentran entre los principales competidores de los estafilococos dentro del microbioma cutáneo.
Descifrado un nuevo modo de acción en la guerra bacteriana.
"Esta especificidad está presumiblemente mediada por un mecanismo de acción muy especial que hemos podido descifrar en detalle— comenta Grein. La epilancina A37 penetra en la célula corinebacteriana, inicialmente sin destruirla. Los péptidos antimicrobianos se acumulan en su interior, y luego disuelven la membrana celular desde dentro, lo que acaba por matar a la corinebacteria.
"Nuestro estudio muestra cómo puede utilizarse un mecanismo de acciónconcreto para combatir específicamente una sola especie bacteriana. Por tanto, nos sirve como prueba de concepto”, dice el doctor Thomas Fließwasser, del Instituto de Microbiología Farmacéutica de la UKB, y coautor del trabajo.
Información facilitada por la University Hospital Bonn -Adaptación: Enrique Coperías / Rexmolón Producciones
Fuente: Jan-Samuel Puls, Benjamin Winnerling, Jeffrey J Power, Annika M Krüger, Dominik Brajtenbach, Matthew Johnson, Kevser Bilici, Laura Camus, Thomas Fließwasser, Tanja Schneider, Hans-Georg Sahl, Debnath Ghosal, Ulrich Kubitscheck, Simon Heilbronner, Fabian Grei. Staphylococcus epidermidis bacteriocin A37 kills natural competitors with a unique mechanism of action, The ISME Journal (2024). DOI: https://doi.org/10.1093/ismejo/wrae044
