Medicina extrema: la búsqueda de nuevos antibióticos

Por Sección Ciencia y Tecnología 23 de agosto de 2014 - 16:00

Consentir a las hormigas con pétalos de rosas y naranjas frescas podría parecer una insólita manera de salvar la medicina moderna, pero los científicos de un laboratorio en el este de Inglaterra piensan que vale la pena intentar.

Al tiempo que el mundo pide a gritos nuevos antibióticos, los investigadores en el John Innes Centre (JIC) en Norwich también están apostando por una bacteria extraída del estómago de grandes insectos palo y de los gusanos de seda con un gusto por plantas altamente tóxicas.

Su trabajo es parte de una nueva forma de pensamiento en la búsqueda de medicamentos que eliminen las súper bacterias, volviendo a la naturaleza con la esperanza de que desde lugares tan extremos como el interior de los insectos, las profundidades de los océanos, o los desiertos más secos puedan surgir novedades químicas que lleven a nuevos fármacos.

"Los productos naturales habían dejado de ser preferidos en el ambiente farmacéutico, pero ahora es el momento de revisar eso", dijo Mervyn Bibb, un profesor de microbiología molecular en JIC que colabora con otros genetistas y químicos. "Necesitamos pensar ecológicamente, algo que tradicionalmente la gente no ha hecho", agregó.

La búsqueda es urgente. África es un reflejo de lo que el mundo sería cuando los medicamentos que utilizamos para curar enfermedades y evitar infecciones tras las cirugías dejen de funcionar.

En Sudáfrica, los pacientes con tuberculosis resistente a todos los antibióticos son simplemente enviados a casa a morir, mientras que el brote de ébola en África Occidental muestra lo que puede suceder cuando no hay medicinas para luchar contra una infección mortal, en este caso un virus más que una bacteria.

Las escasas recompensas financieras y la falta de progresos en el descubrimiento de medicinas convencionales han llevado a muchas farmacéuticas importantes a abandonar la búsqueda por nuevos medicamentos. Sin embargo, para los microbiólogos son tiempos emocionantes para la búsqueda de antibióticos, gracias a una ofensiva en ambientes extremos y avances en el área de genómica.

"Es un buen momento para buscar antibióticos porque hay muchas nuevas vías para explorar", dijo Christophe Corre, un investigador de la Royal Society en el departamento de química de la Universidad de Warwick.

Extremos e inteligentes
Marcel Jaspars, un profesor de química orgánica de la Universidad de Aberdeen en Gran Bretaña, encabeza una operación submarina en las profundidades desconocidas para buscar bacteria que nunca, casi literalmente, ha visto la luz del día.

Con 9,5 millones de euros (12,7 millones de dólares) de financiamiento de la Unión Europea, Jaspars lanzó un proyecto llamado PharmaSea en el que él y un equipo de investigadores recogerán muestras de tierra y sedimentos de áreas submarinas profundas en el océano Pacífico, aguas árticas alrededor de Noruega y luego en la Antártida.

Como el estómago de insectos palo o las capas protectoras de las hormigas de hoja, esos lugares extremos son hogar de poblaciones endémicas de microbios que han desarrollado maneras únicas de lidiar con el estrés de la vida, incluidos ataques de otros insectos.

"Básicamente, estamos buscando poblaciones aisladas de organismos. Habrán evolucionado de manera diferente y por lo tanto producido nuevos químicos", explicó Jaspars.

La naturaleza históricamente le ha servido a la humanidad en lo que se refiere a medicinas nuevas. Incluso Hipócrates, conocido como el padre de la medicina occidental, dejó registros históricos describiendo el uso de polvo hecho de corteza de sauce para ayudar a aliviar el dolor y la fiebre.

Esos mismos extractos luego fueron desarrollados para crear la aspirina, un maravilloso medicamento que desde entonces también se usa para prevenir cóagulos sanguíneos y como protección contra el cáncer.

El fármaco Rapamune de Pfizer, usado para prevenir el rechazo en trasplantes, se originó en un microorganismo aislado de tierra recogida en la Isla de Pascua en el océano Pacífico, mientras que la penicilina, el primer antibiótico, se originó en un hongo.

Cubicin, un antibiótico inyectable vendido por la estadounidense Cubist, fue aislado primero de un microbio encontrado en muestras de suelo recogidas en el monte Ararat, en el este de Turquía.

En general, más de la mitad de todos los medicamentos usados hoy fueron inspirados por o derivados de bacterias, animales o plantas.

Pero, tal como dice Jaspars, "no se trata sólo de ir a sitios extremos, también es saber usar técnicas inteligentes".

Las máquinas modernas de secuenciación de genes implican que ahora es posible leer ADN microbiano de forma rápida y económica, lo que abre una nueva era de "minería de genoma" que ha reavivado el interés en la búsqueda de elementos para medicinas en el mundo natural.

Esto marca un cambio significativo. En las últimas décadas, los desarrolladores de fármacos se han centrado en revisar vastas librerías de compuestos químicos sintéticos con la esperanza de encontrar a los que puedan eliminar las enfermedades. Tales análogos sintéticos son más fáciles de producir y controlar que los químicos de la naturaleza, pero han resultado en nuevos fármacos menos efectivos.

El problema es que sencillamente no tienen la diversidad natural de componentes que han evolucionado durante miles de millones de años como mecanismos de defensa para bacterias y hongos salvajes.

"Necesitamos nuevos andamios, nuevas estructuras y eso es lo que aportan los productos naturales", dijo Corre.

Billones de billones
En la búsqueda por nuevos compuestos generados por microbios para enfrentar a sus enemigos, a los científicos no les faltan objetivos.

Los humanos comparten el planeta con muchísimas bacterias -alrededor de 5 millones de billones de billones de ellas, según una estimación realizada en 1998 por científicos de la Universidad de Georgia.

Dicho en números, es un 5 seguido por 30 ceros.

Y además de buscar en sitios extremos, hay mucho más que los científicos pueden hacer para explorar el potencial de bacterias más conocidas, como las especies de estreptomicina que se encuentran en el suelo, por mucho tiempo una rica fuente de antibióticos.

La estreptomicina, un antibiótico de uso común, fue la primera cura para la tuberculosis y evitó la pérdida de muchas vidas por la enfermedad pulmonar hasta que la bacteria que la produce empezó a desarrollar resistencia.

Tras la publicación del primer genoma para una cepa de la bacteria estreptomicina en 2002, los investigadores pueden ver cuánto del potencial del antibiótico de esta extensa familia de organismos sigue sin ser explotado.

Los análisis de ADN mostraron que hasta 30 compuestos diferentes podrían extraerse sólo de esta cepa de estreptomicina, muchas de ellas no se han examinado todavía para medir su capacidad de eliminar virus.

Entender la codificación genética abre la puerta además a la posibilidad de desarrollar formas de activar o desactivar los genes microbianos para generar la producción de un antibiótico específico.

Eso puede implicar la remoción de represores que silencian la expresión del gen o añadir activadores que los enciendan.

Los científicos están usando también biología sintética para insertar secuencias genéticas en una serie de células para producir un compuesto determinado.

El campo está explotando. El Instituto de Genómica de Pekín (BGI), por ejemplo, secuencia miles de bacterias distintas, y trabajos similares en otros laboratorios se han sumado a una montaña de datos para que los científicos puedan trabajar.

Todo esto aporta entendimiento de cómo ocurre la resistencia a los antibióticos. Investigadores del Wellcome Trust Sanger Institute, en Gran Bretaña, reportaron este mes una nueva forma de identificar tales cambios en los genes, lo que podría allanar el camino para desarrollar tratamientos más específicos.

Esos avances están tentando a algunas grandes farmacéuticas a retornar al espacio antibiótico. Roche, por ejemplo, ahora quiere aplicar sus capacidades en genética y diagnóstico en la investigación antibacterial.

La francesa Sanofi también está prestando más atención. Llegó a un acuerdo con el centro de investigación alemán Fraunhofer-Gesellschaft para explorar el mundo natural en busca de nuevos antibióticos, mientras que la británica GlaxoSmithKline dijo que sigue comprometida con la investigación.

Sin embargo, el esfuerzo de toda la industria es insignificante cuando se le compara con los miles de millones de dólares invertidos en otras áreas de enfermedades, por lo que a los científicos les preocupa si sus prometedoras ideas conseguirán un patrocinador comercial para llevarlas al mercado.

Es una brecha comercial que también preocupa a los encargados de las políticas.

"La resistencia antimicrobiana no es una amenaza futura que se cierne sobre el horizonte. Está aquí, ahora mismo, y las consecuencias son devastadoras", dijo Margaret Chan, directora general de la Organización Mundial de la Salud, durante una conferencia ministerial sobre resistencia a los antibióticos, realizada en junio. Fuente: Reuters

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