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Explorar el potencial de las esponjas como fuentes de bacterias antimicrobianas

Encontrar nuevos compuestos químicos que puedan emplearse en tratamientos del cáncer y la identificación de bacterias con potencial antimicrobiano, estos son dos objetivos clave para los farmacólogos. Ahora los científicos están centrándose en los organismos marinos para ver qué les pueden ofrecer.
Explorar el potencial de las esponjas como fuentes de bacterias antimicrobianas
La resistencia a los antibióticos y los nuevos tratamientos de los tumores cancerosos son dos de los principales desafíos para diversas disciplinas científicas. Mientras que hasta el momento se estaban buscando compuestos moleculares entre los organismos que nos rodean, ahora la atención se está centrando en la vida bajo las olas.

El proyecto de la UE BluePharmTrain se ha concentrado en las esponjas marinas, dado que albergan los compuestos más ricos descubiertos hasta el momento en los océanos. Se han encontrado numerosas moléculas interesantes pero, por el momento, ningún método adecuado para obtener cantidades considerables de ellas.

Este prometedor potencial ha sido difícil de estudiar, dado que normalmente no hay si quiera material para poner en marcha ensayos clínicos. Por tanto, el objetivo del proyecto fue salir de este impás.

Un tesoro farmacológico bajo las olas

Las esponjas marinas albergan poblaciones extremadamente diversas de microbios y tienen el récord mundial en cuanto a la producción de una plétora de moléculas bioactivas. No obstante, los estudios anteriores sobre el cultivo de esponjas y de los microbios asociados para la producción de compuestos bioactivos con el fin de abastecer de material biológico a los ensayos clínicos no obtuvieron buenos resultados.

«La característica innovadora de nuestro proyecto era que integrábamos revolucionarias técnicas de secuenciación de ADN», señala el coordinador del proyecto, el doctor Detmer Sipkema, basado en la Universidad de Wageningen, Países Bajos.

Tal como explica el doctor Sipkema, los recientes avances conceptuales y tecnológicos en genómica, transcriptómica y proteómica (las «ómicas») han cambiado el modo en que vemos los genes, las especies y las comunidades. Estas innovaciones influyen asimismo en otras disciplinas, tales como la ecología y la biotecnología. Aportan nueva luz a «viejos problemas» y permiten a los investigadores superar con creces los límites anteriores.

BluePharmTrain aprovechó estos innovadores enfoques para obtener una mejor idea de las respuestas fisiológicas de las esponjas en su entorno natural, por ejemplo su respuesta al estrés producido, entre otras cosas, por cambios en las temperaturas. El proyecto tenía especial interés en investigar cuáles son los simbiontes bacterianos que actualmente no se pueden cultivar para desarrollar métodos de cultivo extremadamente personalizados para esas bacterias.

«Buscábamos bacterias de crecimiento libre que albergasen las baterías de genes más similares a los detectados en las esponjas», afirma el doctor Sipkema.

Encontrar las esponjas y «arreglarlas» para que fuesen estables era la parte sencilla: el equipo recogió las esponjas y las entregó a compañeros que estaban en las cercanías con un fijador. Entonces, se extrajeron ADN y ARN.

«Todas dieron lugar a mezclas de características muy diversas: como si se hubieran juntado un número desconocido de rompecabezas». No obstante, empleando un software muy sofisticado, el doctor Sipkema y su equipo lograron comprender la mayoría de los datos. «Esto nos permitió conocer mejor los genomas de las bacterias simbióticas más abundantes (que son las verdadera productoras de la mayoría de moléculas) e identificar dónde se albergaban las baterías de genes que codifican las moléculas deseadas».

Nuevos horizontes para los tratamientos farmacológicos

Resolver estos rompecabezas ha permitido al proyecto descubrir más información sobre las características del metabolismo de las bacterias. «Por ejemplo», señala el doctor Sipkema, «hemos aprendido mucho sobre las bacterias exactas que son responsables de la producción de terpenos con tiocianatos (que tienen propiedades antimicrobianas)». El equipo también tiene que puede necesitarse para aislar las glucoproteínas y glucolípidos, presentes en numerosos simbiontes de esponjas.

Mediante un análisis bioinformático, los socios del proyecto lograron rastrear bacterias de libre crecimiento que producen un compuesto muy similar a la politeonamida. Las politeonamidas son moléculas muy citotóxicas producidas por, según descubrió el proyecto, bacterias simbióticas de la esponja «Theonella swinhoei». Los investigadores lograron modificar genéticamente esta bacteria de libre crecimiento para poder producir diferentes moléculas similares a las politeonamidas con diferentes características farmacológicas.

Los resultados del proyecto siguen dando frutos

El doctor Sipkema está convencido de que la colaboración transfronteriza ha aportado una dimensión positiva a la investigación. «La red realmente funcionó como un equipo. Se establecieron asociaciones muy fuertes para llevar a cabo una investigación que los socios no podrían haber realizado por separado. Esto nos ayudó a avanzar más rápido y a emplear el dinero de la investigación de un modo más eficiente», señala.

«La colaboración establecida durante el proyecto sigue en curso y se mantendrá durante cierto tiempo. Me gustaría sacar provecho de la red formada y avanzar aún más, a la vez que disfrutamos del programa de formación creado y del alto espíritu de colaboración», añade el doctor Sipkema.

Palabras clave

BluePharmTrain, farmacología, esponja marina, simbiosis, cáncer, antimicrobiano, resistencia a los antibióticos, salud, bacterias
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