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Bacterias predatorias: hacia nuevos antibióticos
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Bacterias predatorias: hacia nuevos antibióticos

Las bacterias depredadoras: la búsqueda de una nueva clase de antibióticos
Los investigadores de OIST dan un paso adelante hacia la comprensión y la manipulación genética de B. bacteriovorus, un tipo de bacteria con potencial uso potencial como antibiótico vivo.

En 2016, la Organización Mundial de la Salud nombró a la resistencia a los antibióticos como "una de las mayores amenazas para la salud mundial, la seguridad alimentaria y el desarrollo en la actualidad". El anuncio menciona una creciente lista de infecciones, como la tuberculosis y la gonorrea, que se están haciendo más difíciles de tratar cada año a medida que aumenta la resistencia a los tratamientos antibióticos actuales. Sin embargo, los antibióticos son esenciales - sin ellos, la raza humana estaría plagada de infecciones persistentes. Entonces, ¿cuál es la solución para asegurar un tratamiento continuo al mismo tiempo que aborda el alarmante aumento de la resistencia?

Una solución potencial se encuentra dentro de un tipo único de bacterias depredadoras que se alimenta de otras bacterias, como las que causan enfermedades. Apodado "antibióticos vivos", este grupo de fauna carnívora ha capturado la atención de los investigadores, incluyendo aquellos en el Instituto de Okinawa de Ciencias y Tecnología de la Universidad de Posgrado (OIST). En un artículo publicado recientemente en ACS Synthetic Biology, los investigadores de OIST han dado los primeros pasos hacia la manipulación genética de un pequeño caníbal, B. bacteriovorus. Han identificado herramientas que pueden permitir la manipulación de genes que influyen en el comportamiento depredador de esta bacteria.

"En el futuro, queremos controlar la depredación de las bacterias - el momento y el alcance de la depredación", explica el Dr. Mohammed Dwidar de la Unidad de Química e Ingeniería de Ácidos Nucleicos y primer autor en el documento. "[Por el momento] nos faltan las herramientas básicas de ingeniería para hacer esto".

B. bacteriovorus es inofensivo para los seres humanos pero letal para su presa - bacterias Gram-negativas - que incluye malos como E. coli, Salmonella, Legionella y otros. Como tal, ser capaz de controlarlo podría potencialmente tratar muchos tipos diferentes de infecciones. Sin embargo, debido a su naturaleza depredadora inusual y otras características únicas, la manipulación genética de B. bacteriovorus ha sido limitada.

Los investigadores de OIST utilizaron riboswitches, que son herramientas de control de expresión génica conocidas para funcionar bien en otras bacterias, para abordar el reto de entender y manipular la predación de B. bacteriovorus. La forma en que un gen se expresa sigue una vía específica - el ADN se convierte en ARN a través de la transcripción, el ARN se convierte en proteínas a través de la traducción, y luego las proteínas llevan a cabo funciones diferentes. El riboswitch entra en la fase de traducción. Al poner un riboswitch al principio de una hebra de ARN, y luego "activar" con un químico, el riboswitch puede iniciar o detener el ARN de ser traducido a una proteína.

Para su estudio, los investigadores de OIST insertaron un riboswitch en uno de los genes que se cree que son importantes para el comportamiento depredatorio de B. bacteriovorus: flagellar sigma factor fliA. Luego lo activaron con la teofilina química. Después de colocar las bacterias modificadas en placas petri junto con algunas deliciosas presas de E. coli, el B. bacteriovorus modificado parecía multiplicarse más rápidamente en presencia de teofilina que en su ausencia. Esta multiplicación más rápida implica que B. bacteriovorus estaba consumiendo su presa más rápidamente, y así multiplicándose más rápido. Esto a su vez demuestra que el ciclo de vida depredador puede ser controlado por la teofilina.

Además de la meta final "antibiótico vivo", existen muchos más usos potenciales para las células de B. bacteriovorus fácilmente manipulables. "La gente quiere alimentos orgánicos sin productos químicos", explica el Dr. Dwidar. "Las bacterias depredadoras pueden ser una alternativa potencialmente segura a los agentes antibacterianos para algunas enfermedades de las plantas, y también podemos usarla para la industria, por ejemplo, en las plantas de tratamiento de agua".

"En el futuro, podría rociar estas bacterias en alimentos frescos para protegerse contra la intoxicación alimentaria", agregó el profesor Yohei Yokobayashi, que también participó en la investigación.

Con los resultados de los investigadores de OIST en la mano, el siguiente paso es aprender más acerca de B. bacteriovorus y las herramientas que podrían ser capaces de controlar su comportamiento con el fin de un día realizar su pleno potencial antibiótico.


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