Medicamentos de nuevas fuentes: microbioma de insectos

¿Por qué son importantes los antibióticos?

Los antibióticos son vitales para vivir una vida larga. En el pasado, muchas personas morían de infecciones generalizadas a una edad muy temprana. Es poco probable que las cirugías complicadas traigan un pronóstico excelente con el alto riesgo de infección generalizada debido a la ausencia de antibióticos eficaces (1).

Los antibióticos cambiaron el mundo y contribuyeron al aumento de la esperanza de vida ya que, sin ellos, la humanidad apenas llegaría a los 40 años. Además, muchas cirugías vitales que se realizan hoy en día, como las cirugías de corazón y cerebro, reemplazo de cadera y otras cirugías ortopédicas y generales, no serían posibles sin los antibióticos. Además, muchas personas a una edad temprana probablemente morirían de neumonía y otras infecciones simples de tratar como las infecciones del tracto urinario (1,2).

La crisis de la resistencia a los antibióticos

Lamentablemente, los antibióticos ya no funcionan como lo hacían en el pasado, y esto se debe a la resistencia bacteriana a los antibióticos. El efecto se conoce como resistencia a múltiples fármacos. Algunos científicos predicen que la clase de antibióticos ahora disponible ya no será eficaz 50 años después.

Para revertir esta situación, algunos científicos habían estado corriendo un maratón de biodescubrimiento. Aún así, desafortunadamente, su enfoque es muy limitado ya que su investigación las mismas fuentes de antibióticos existentes (3,4). Tenemos un recurso muy escaso de antibióticos, y este recurso consiste principalmente en derivados de antibióticos existentes. Sin embargo, la investigación basada precisamente en las mismas fuentes de antibióticos existentes no nos llevará a ninguna parte. Terminan redescubriendo compuestos conocidos, que también son conocidos por bacterias multirresistentes (4).

La naturaleza todavía puede suministrar antibióticos a la humanidad.

Los productos naturales del suelo son la principal fuente de antimicrobianos conocidos. La mayoría de estos antibióticos son producidos por Actinobacteria cultivada del suelo (3, 4). Streptomyces es el género más grande de Actinobacterias y fuente de antibióticos como estreptomicina, cloranfenicol, tetraciclina, entre otros (4). Para evitar el redescubrimiento de compuestos antimicrobianos conocidos por microorganismos multirresistentes, algunos científicos cambiaron el enfoque de las bacterias cultivadas en el suelo a fuentes microbianas alternativas como los entornos microbianos marinos. Aún así, estos resultados arrojaron un éxito limitado (3).

Nuevas fuentes potenciales de antibióticos

El microbioma de insectos también es una fuente de Actinobacteria, especialmente Streptomyces, y por lo tanto una fuente potencial de nuevos antibióticos.

El mecanismo que hace que el microbioma de los insectos sea una fuente potencial de Streptomyces es que dependen de la simbiosis defensiva para sobrevivir (3). En este tipo de simbiosis, los simbiontes bacterianos producen antimicrobianos para proteger contra microorganismos oportunistas y especializados. Por ejemplo, Actinobacteria (Streptomyces) en el escarabajo del pino (Dendroctonus frontalis) produce los metabolitos secundarios frontalamida A, frontalamida B y micangimicina. La micangimicina actúa inhibiendo el hongo antagonista Ophiostoma minus de los escarabajos y tiene una potente actividad inhibidora contra la malaria, mientras que las frontalamidas tienen actividad antifúngica general (3)

Los estudios in vivo que exploran estos nuevos compuestos antibióticos en Streptomyces brasileños aislados del microbioma de la hormiga que crece hongos Cyphomyrmex sp dieron como resultado el descubrimiento de un nuevo antibiótico: la cifomicina. El antibiótico cyphomycin funcionó en ratones con candidiasis diseminada y es activo contra infecciones fúngicas multirresistentes tanto in vitro como in vivo. Es fundamental destacar que estos estudios in vivo se realizaron únicamente en ratones. Aún así, lamentablemente, esta fuente potencial está poco explorada (3).

Una nota final

En resumen, la resistencia a los antibióticos es la nueva epidemia. Es tan grave que incluso nuestro último recurso de antibióticos de amplio espectro ya no es tan eficaz como en el pasado (2). Existe una gran necesidad de nuevas investigaciones sobre antibióticos, ya que no se han aprobado clínicamente nuevas clases de antimicrobianos durante tres décadas. Además, casi el 75% de los antimicrobianos en desarrollo clínico se derivan de antibióticos ya conocidos y son propensos a la resistencia a los antibióticos (4). Por lo tanto, la investigación novedosa sobre nuevas fuentes antimicrobianas se vuelve imperativa. Por lo tanto, los insectos son una fuente potencial y rica de nuevos antimicrobianos y merecen la atención de la comunidad científica.

BIBLIOGRAFÍA

1. Marianne Frieri, Krishan Kumar, Anthony Boutin. Antibiotic resistance. 2016.

2. de Lima Procópio, Rudi Emerson, da Silva IR, Martins MK, de Azevedo JL, de Araújo JM. Antibiotics produced by Streptomyces. Brazilian Journal of Infectious Diseases. 2012;16(5):466-471. http://dx.doi.org/10.1016/j.bjid.2012.08.014. doi: 10.1016/j.bjid.2012.08.014.

3. Chevrette MG, Carlson CM, Ortega HE, et al. The antimicrobial potential of Streptomyces from insect microbiomes. Nature communications. 2019;10(1):516. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30705269. doi: 10.1038/s41467-019-08438-0.

4. Genilloud O. Actinomycetes: Still a source of novel antibiotics. Natural product reports. 2017;34(10):1203-1232. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28820533. doi: 10.1039/C7NP00026J.

5. Cheng K, Rong X, Pinto-Tomás AA, Fernández-Villalobos M, Murillo-Cruz C, Huang Y. Population genetic analysis of streptomyces albidoflavus reveals habitat barriers to homologous recombination in the diversification of streptomycetes. Applied and environmental microbiology. 2015;81(3):966-975. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25416769. doi: 10.1128/AEM.02925-14.

5. Frei A, Zuegg J, Elliott AG, et al. Metal complexes as a promising source for new antibiotics. Chemical science (Cambridge). 2020;11(10):2627-2639. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/32206266. doi: 10.1039/C9SC06460E.