La resistencia a los antibióticos está en aumento y existe una necesidad urgente de desarrollar nuevos medicamentos para tratar enfermedades infecciosas que son una amenaza importante para la salud humana en todo el mundo. Los investigadores del Instituto Oceanográfico Harbor Branch de la Florida Atlantic University pueden tener una solución a este problemautilizando esponjas marinas recolectadas de las profundidades del océano.
Durante más de 30 años, los científicos de FAU Harbor Branch han acumulado esponjas marinas y otros macroorganismos de la costa este de los Estados Unidos, el Golfo de México, el Caribe y las aguas profundas europeas y africanas utilizando sumergibles tripulados y otros métodos.Muchos de estos especímenes contienen grandes poblaciones de microbios, algunos de los cuales se pueden cultivar en condiciones de laboratorio.La Colección de Microbios Marinos de Harbor Branch alberga a unos 19,000 de estos diversos microorganismos, con 11,000 recolectados de profundidades oceánicas de más de 45 metros.La colección contiene más de 1,000 cepas de actinobacterias, uno de los grupos microbianos más prolíficos para la producción de productos naturales. Los actinomicetos producen más de la mitad de los antibióticos utilizados actualmente.
en un nuevo estudio publicado en la revista Fronteras en microbiología , los científicos de FAU Harbour Branch examinaron 50 cepas de actinobacterias de estas muestras marinas para buscar nuevos agentes antiinfecciosos. Todas estas cepas se cultivaron a partir de esponjas marinas. Debido a que se derivaron de varios hospedadores de esponjas recolectados de lugares diversos desde el punto de vista ambiental y geográfico,muchos de ellos pueden considerarse actinobacterias raras.
Los investigadores analizaron los metabolitos de las muestras contra un panel de patógenos bacterianos que son causas comunes de infecciones asociadas a la atención médica y se enumeran entre las amenazas más graves para la salud humana. El panel de patógenos incluido Candida albicans , Staphylococcus aureus , S. aureus resistente a la meticilina MRSA y C. difficile , una causa de diarrea potencialmente mortal que es responsable de 453,000 casos y 29,000 muertes cada año solo en los EE. UU.
Para el estudio, Guojun Wang, Ph.D., profesor asistente de investigación, Peter McCarthy, Ph.D., profesor investigador y director asociado de educación, ambos en FAU Harbor Branch, y colaboradores, usaron sales de tierras raras, un eficientey elicitación química fácil de usar, para activar la capacidad metabólica secundaria inactiva en las 50 cepas de actinobacterias que examinaron.
Los resultados del estudio revelan que más de la mitad de las cepas mostraron actividad antimicrobiana en al menos un ensayo, lo que indica el potencial de este grupo de actinobacterias para la producción de productos antimicrobianos naturales. Entre ellas, se identificaron varias cepas por supotente actividad antifúngica, para anti- MRSA actividad, y tanto para actividades antifúngicas como antibacterianas. Un hallazgo clave del estudio fue la identificación de una cepa que produce metabolitos que son más potentes que el antibiótico bacteriano, la vancomicina, contra C. difficile .
"Hemos descubierto que los microorganismos de las profundidades marinas, especialmente los actinomicetos, son una fuente atractiva y sin explotar para el descubrimiento de agentes antiinfecciosos", dijo Wang. "Además, la diversidad de microbios que utilizamos en este estudio y sus orígenesson bastante novedosos. Lo más emocionante es la demostración de la importancia de usar un inductor en este tipo de estudio, ya que el 50 por ciento de las cepas mostraron el efecto del inductor sobre la actividad antimicrobiana ".
Tanto los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de los EE. UU. CDC como la Organización Mundial de la Salud OMS han publicado listas de patógenos prioritarios. En 2017, los CDC enumeraron 18 amenazas de bacterias resistentes a los medicamentos a los EE. UU. Por primera vez, la OMSenumeró 12 familias de bacterias como la mayor amenaza para la salud humana.
"Los productos naturales marinos representan una fuente cada vez más atractiva de nuevos agentes antiinfecciosos", dijo McCarthy. "La búsqueda de nuevos taxones como nuevas fuentes es fundamental cuando buscamos nuevos agentes, pero igualmente importante es encontrar formas de explotar todo el potencialpotencial genético de estos microbios. Estamos trabajando para identificar nuevos productos químicos adicionales y probar su actividad y modo de acción con el objetivo final de identificar potentes derivaciones de los microbios marinos ".
Los investigadores están en el proceso de purificación e identificación estructural de productos químicos bioactivos adicionales y han determinado las secuencias del genoma de tres de las cepas que estudiaron. Actualmente están analizando e investigando los posibles grupos de genes biosintéticos y las relaciones gen-compuesto.
Las enfermedades infecciosas siguen siendo una gran amenaza para la salud humana, causando millones de muertes en todo el mundo, especialmente en países y regiones médicamente menos desarrollados. En 2016, se estimaron 1.2 millones de muertes tuberculosas, 1.03 millones de muertes por VIH / SIDA y 719,600 muertes por malariaEsta situación empeora significativamente por la prevalencia de resistencia a múltiples medicamentos. Mientras que los productos terapéuticos como vancomicina, metronidazol, fidaxomicina o nitazoxanida están disponibles, debido a la resistencia a los medicamentos o la toxicidad para el microbioma intestinal, los nuevos medicamentos, especialmente aquellos con espectro estrecho, están desesperadamentenecesario.
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Materiales proporcionados por Florida Atlantic University . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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