Estudian propiedad anticancerígena de los microorganismos del desierto

La aridez extrema, las altas y bajas temperaturas, la altitud, acidez y salinidad e incluso los pocos nutrientes presentes en los ecosistemas del desierto de Atacama, permitieron que un tipo de bacterias desarrollara propiedades antibióticas, antivirales y anticancerígenas, a través de la secreción de compuestos químicos orgánicos que los investigadores intentan sintetizar.

En la actualidad, según detalla el doctor en ingeniería química y biotecnología de la Universidad de Chile e integrante del Centro de Biotecnología y Bioingeniería (CeBiB), Carlos Cortés, se han aislado 46 nuevas moléculas de la bacteria Atacama, con propiedades que son valiosísimas considerando el aumento de los patógenos multiresistentes.

Resistencia antibiótica
El experto explica que con el aumento de la resistencia antibiótica, como el estafilococo meticilino resistente y todos los patógenos clínicos que han evolucionado y se han vuelto resistentes a los antibióticos actuales, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA, por su sigla en inglés) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) instaron a todos los investigadores y generaron fondos para la búsqueda de nuevos antibióticos para ser aplicados en medicina.

En conjunto con eso, detalla Cortés, los investigadores que trabajan en productos naturales y en los que han trabajado constantemente desde el 2008 hasta la actualidad, se ha buscado una clase particular de microorganismo denominado actinobacteria.

"Estos microorganismos se caracterizan por producir estos metabolismos secundarios ya que han sido beneficiados de forma evolutiva. Tienen una capacidad de responder a los estímulos del medio ambiente y su forma de defenderse es secretar estas moléculas químicas, tanto para comunicarse, como por competencia por los nutrientes", detalló.

Esto último debido a que en ciertos ecosistemas, como el desierto de Atacama, los nutrientes son muy bajos, secreciones que utilizan también para soportar las condiciones físico-químicas que son igualmente duras: alta radiación ultravioleta y la alta salinidad, entre otras condiciones hostiles.

"Por consiguiente, ellos generan estas moléculas como un mecanismo de respuesta al estrés al que están sometidos y que nosotros denominados mecanismos adaptativos o estrategias adaptativas al ecosistemas, tipo de moléculas químicas que nosotros encontramos en los extractos fermentativos de estas bacterias. Yo trabajo con un género particular de estos microorganismos de actinobacteria, que es el género streptomyces, que está caracterizado a nivel mundial por producir sobre 70% de todos los productos naturales incluyendo los antibióticos, que han sido descubiertos", subrayó el profesional de la Universidad de Antofagasta.

Desierto de Atacama
Desde el año 2008 en adelante, preciso Cortés, las campañas se enfocaron en el desierto de Atacama, básicamente los microbiólogos del Reino Unido buscaron de manera intuitiva, "porque se pensaba que las condiciones del desierto de Atacama no eran favorables para este tipo de organismos, que se caracterizan por degradar fuentes de carbono orgánica y como sabemos que el desierto, por la extremada aridez y por su condiciones que posee, el carbono orgánico no es algo abundante".

Sin embargo, dijo el experto, "como estos microorganismos tienen estas estrategias para sobrevivir, incluyendo cambiar su ciclo de vida para formar esporas y se mantienen en estado dormante durante mucho tiempo, en adición producen estas moléculas, estos antibióticos, antivirales y anticancerígenos".

En el caso de los anticancerigenos, agregó, existen algunas moléculas que son péptidos que al igual que en la fisiología humana, regulan rutas de señalización, procesos metabólicos, entre otros. Los microorganismos utilizan estos mismos péptidos como formas de comunicarse, señalización, de responder y censar el ambiente o interferir en los procesos metabólicos de otros microorganismos, la competencia en este caso.

Chaxapéptina
El investigador precisa que el único péptido descubierto hasta ahora en el desierto de Atacama, que se denomina chaxapéptina, que fue descubierta en la laguna de Chaxa de una especie bacteria de streptomyces nueva llamada streptomyces leeuwenhoekii, fue aislada en 2008 y publicada en 2009.

"Esta nueva especie fue caracterizada y se descubrió escaneando su genoma que poseía una ruta de biosíntesis para esta molécula. Posteriormente este péptido logró ser purificado y ser probado frente a líneas celulares cancerígenas de pulmón y generando una alta citotoxicidad (...) esta chaxapéptina tiene grandes posibilidades de ser utilizada como un compuesto anticancerígeno de cáncer de pulmón", sostuvo.

Universo por descubrir
La ecóloga microbiana e investigadora titular del Centro de Biotecnología y Bioingeniería de la Universidad de Chile (CeBiB), Cristina Dorador, quien lleva más de 15 años estudiando los salares de la región, explica que "la capacidad de la bacteria del desierto para resistir la alta aridez y salinidad podría ayudar a las plantas a crecer en malas condiciones. Mientras que su tolerancia a la radiación ultravioleta (UV) podría resultar útil en la industria cosmética, ya que busca encontrar formas de proteger la piel humana del daño causado por acción de la luz solar".

"Sabemos que están allí, que tenemos una gran diversidad microbiana, pero realmente no sabemos cuáles son sus efectos, ni su potencial. Realmente hay todo un universo microbiano por descubrir en el desierto de Atacama", agregó sobre el potencial del desierto la doctora en Recursos y Ciencias Naturales de la Universidad de Kiel, Alemania y profesora asistente de la Universidad de Antofagasta.

Patrimonio microbiológico que Dorador ve en riesgo producto de la extracción del litio y del bombeo sostenido de salmueras, pues esas actividades cambian drásticamente la temperatura de los ecosistemas, o terminan por secar los acuíferos, lo que hará desaparecer algunos organismos para siempre. De ahí la urgencia de proteger estos medioambientes únicos que se formaron tras millones de años.

PESE A LA ARIDEZ DEL DESIERTO
Cortés explicó que hace unos años se suponía que estos ecosistemas no tenían las condiciones para el crecimiento de quimioorganotrofos, que son degradadores de materia orgánica o carbono orgánico. Entonces, en las campañas desarrolladas entre científicos británicos y chilenos, se logró determinar que había una gran cantidad de estas actinobacterias (quimioorganotrofos), en ecosistemas de extrema aridez del desierto de Atacama, el valle de La Luna, la laguna Chaxa y el salar de Atacama.

"Estos microorganismos se caracterizan por producir metabolismos secundarios ya que han sido beneficiados de forma evolutiva. Tienen una capacidad de responder a los estímulos del medio ambiente y su forma de defenderse es secretar estas moléculas químicas, para comunicarse y por competencia".

"La capacidad de la bacteria para resistir la alta aridez y salinidad podría ayudar a las plantas a crecer en malas condiciones y su tolerancia a la radiación UV podría resultar útil en la industria cosmética, ya que busca encontrar formas de proteger la piel humana del daño causado por la luz solar".

CONTRA EL CÁNCER HEPÁTICO
El doctor Carlos Cortés detalla que ha buscado péptidos en nuevas especies que han aislado, como en el caso del salar de Huasco donde trabaja la doctora ecóloga microbiana e investigadora Cristina Dorador, y lograron describir dos nuevas especies que ya están debidamente publicadas, que se denominan streptomyces huasconensis y streptomyces altiplanensis, las que tuvieron actividad antitumoral frente a líneas de cáncer hepático, gracias a sus propiedades citotóxicas y antitumorales.

70% de todoslos productos naturales, incluyendo los antibióticos, que han sido descubiertos hasta ahora surgieron de los microorganismos de actinobacteria y su género streptomyces.

2008 se encontróuna gran cantidad de estos microorganismos en zonas del desierto de Atacama y se abrió una nueva línea de investigación. El potencial es ilimitado, asegura el doctor Carlos Cortés.

2018 una revisióncontó un total de 46 nuevas moléculas que se han aislado de las cepas de Atacama, muchas de las cuales muestran propiedades antibióticas, antivirales o anticancerígenas.