Algún día en el futuro, es posible que tome una píldora para tratar una enfermedad y que su recuperación se deba a los diminutos microbios que prosperan en la capa resbaladiza de mucosa que recubre a los peces.
Es de vital importancia encontrar la próxima generación de antibióticos. La incidencia de infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos actuales sigue aumentando. La Organización Mundial de la Salud ha advertido de que este problema solo será cada vez más gravebecome more serious, y un estudio reciente prevé que, para 2050, las infecciones resistentes a los medicamentos afectarán a más personas que el cáncer.
Pero ¿cómo se encuentra un nuevo antibiótico?
Quizá sorprendentemente, más del 70 por ciento de los anti-infecciosos que se utilizan actualmente se derivan de sustancias químicas de origen natural. Las plantas y los microbios producen una gran variedad de sustancias químicas complejas, algunas de las cuales tienen propiedades antibióticas o antivirales, o incluso son tóxicas para las células. Por ejemplo, la amoxicilina es uno de los antibióticos más recetados y es un derivado de una sustancia química aislada del Penicillium (moho).
Aunque muchos de los esfuerzos anteriores por identificar nuevos anti-infecciosos se han centrado en los microbios del suelo, los microbios están por todas partes. De hecho, están por todo nuestro cuerpo y en su interior. Los animales, incluidos los seres humanos, albergan una diversa comunidad de microbios en la piel y en el sistema gastrointestinal.
Cada vez hay más consenso en que estos microbios pueden interactuar con sus organismos hospedadores de forma tanto positiva como negativa, por ejemplo, ayudando a la digestión y reduciendo las infecciones patógenas, pero también contribuyendo a algunos tipos de enfermedades. Estos microbios también pueden ser una fuente de nuevos antibióticos. Por ejemplo, los investigadores identificaron recientemente un nuevo antibiótico procedente de una bacteria que se encuentra en la nariz humana.
En mi laboratorio de la Universidad Estatal de Oregón, estamos trabajando para identificar la próxima generación de antibióticos a partir de los microbios asociados a los animales. Nuestros esfuerzos actuales se centran en el grupo más diverso de vertebrados: los peces marinos y de agua dulce. Se han identificado más de 33 000 especies de peces, más que la suma de todos los demás vertebrados de la Tierra. Estos animales suelen vivir en entornos difíciles y es probable que alberguen microbios que les ayudan a resistir las infecciones.
Colaboramos con la bióloga marina Misty Paig-Tran de la Universidad Estatal de California en Fullerton para obtener muestras de mucosa de diversas especies de peces del Pacífico. Tras varios arrastres, su equipo logró recoger peces costeros y algunos de aguas profundas, en total unas 17 especies. Por ejemplo, trajeron varios ejemplares de vaqueta rosada de aguas costeras y, de aguas más profundas, anguilas de mar de medio fondo.
La mucosa viscosa que recubre a los peces actúa como una capa protectora. A medida que el animal se desplaza por el agua, puede entrar en contacto con todo tipo de bacterias, hongos, virus y otros organismos; la mucosa actúa como una barrera física. Los investigadores suponen que también existe un componente químico producido por el microbioma del pez que ayuda a prevenir la infección.
Mis colaboradores y yo buscábamos bacterias interesantes que pudiéramos aislar de los peces. Nuestro objetivo era explorar la bioactividad del extracto bacteriano con la esperanza de poder aprovecharla para nuestros propios fines.
Actualmente estamos estudiando la taxonomía de las bacterias, es decir, cómo están relacionadas y cómo deberían clasificarse en el árbol de la vida. ¿Qué especies son? La estudiante de grado Molly Austin y la estudiante de posgrado de química Paige Mandelare lograron aislar 47 cepas bacterianas diferentes a partir de estos hisopos de mucosa de peces. Las cultivamos, extrajimos las sustancias químicas que producían y luego las analizamos para comprobar si inhibían patógenos humanos comunes.
Curiosamente, observamos que varios extractos bacterianos tenían una fuerte actividad antimicrobiana, y 15 extractos mostraron una fuerte inhibición de Staphylococcus aureus resistente a la meticilina. El SARM es un patógeno humano resistente a los medicamentos que es responsable de muchas infecciones difíciles de tratar en las personas.
Realizamos pruebas y análisis adicionales en uno de los extractos más potentes y descubrimos que los microbios producían múltiples análogos de un compuesto aromático heterocíclico en particular llamado fenazina, que tenía actividad antibiótica. Motivados por estos hallazgos, comprobamos si los compuestos de estos extractos también podían afectar a las células cancerosas. Descubrimos que la bacteria Pseudomonas de origen pesquero, aislada de una vaqueta rosada costera, también producía un metabolito que inhibía el crecimiento de células de carcinoma de colon humano.
Esta investigación está en curso, en mi laboratorio y en otros, y si un compuesto activo es un fármaco eficaz depende de muchos factores. No obstante, estos resultados sugieren que los microbios asociados a los peces producen una amplia gama de sustancias químicas diversas y complejas y constituyen una excelente fuente para los esfuerzos de descubrimiento de fármacos.
