Orlando, EEUU.- A medida que los antibióticos actuales disminuyen su eficacia contra los patógenos resistentes a múltiples fármacos, los investigadores están buscando posibles reemplazos en algunos lugares poco probables. Ahora, un equipo ha identificado bacterias con una actividad antibiótica prometedora contra patógenos conocidos, es el moco protector que recubre a los peces jóvenes.
Los investigadores presentarán sus resultados en el marco de la American Chemical Society (ACS) Spring 2019 National Meeting & Exposition.
“Para nosotros, vale la pena explorar cualquier microbio en el medio marino que provea un nuevo compuesto” dice la investigadora principal, Sandra Loesgen, Ph.D., de la Oregon State University.
Según Loesgen aunque se han encontrado nuevos agentes químicos en el microbioma humano, el equivalente marino permanece relativamente sin estudiar. Una posible mina de oro de los microbios es el moco que recubre las superficies de los peces. Esta sustancia viscosa protege a los peces de bacterias, hongos y virus en su ambiente, atrapando los microbios antes de que ellos puedan causar infecciones. El moco también es rico en polisacáridos y péptidos conocidos por su actividad antibacteriana.
“El moco de los peces es realmente interesante debido a que en el ambiente donde viven los peces es complejo” manifestó Molly Austin, estudiante de química en el Laboratorio de Loesgens. “Ellos están en contacto con su ambiente con muchos virus patogénicos todo el tiempo”. De acuerdo con Austin, sería interesante averiguar si algo en el moco, que protege a los peces, podría finalmente ayudar a proteger a los humanos.
Erin Paig-Trand, Ph.D., de la California State University, proveyó el moco, extraído de peces juveniles de aguas profundas y de aguas superficiales que se capturaron frente a la costa sur de California. El equipo examinó a los peces jóvenes debido a que ellos tienen un sistema inmunológico menos desarrollado y más moco en el exterior de sus escamas que podrían contener una mayor concentración de bacterias activas que los peces adultos.
Loesgen y su equipo aislaron y examinaron 47 cepas diferentes de bacterias del moco. Cinco extractos bacterianos inhibieron fuertemente a S. aureus (MRSA) resistente a la meticilina y tres inhibieron a Candida albicans, un hongo patogénico para los humanos. Una bacteria del moco derivado de una perca rosada del Pacífico en particular mostró una fuerte actividad contra el MRSA y contra una línea celular de carcinoma de colon. Austin ahora está enfocando su trabajo en Pseudomonas aeruginosa, una bacteria Gram negativa derivada de ese pez, para estudiar los muchos productos naturales potencialmente interesantes y los antibióticos que esta bacteria produce.
Mientras que el equipo de investigadores está interesado en nuevas fuentes de antibióticos para ayudar a los humanos, también están buscando otras formas de aplicar este conocimiento. Por ejemplo, el estudio del moco de los peces también puede ayudara reducir el uso de antibióticos en la piscicultura, al identificar mejores antibióticos específicamente dirigidos a los microbios que se adhieren a ciertos tipos de peces.
Title
Diving into the Pacific fish microbiome: Exploration of antibiotics in a unique ecosystem. American Chemical Society (ACS) Spring 2019 National Meeting & Exposition
Abstract
With the rise of drug resistant pathogens (i.e. multi drug-resistant Staphylococcus aureus), currently prescribed antibiotics are rendered ineffective, driving a need for novel drugs. In our exploration for new antibiotics, bacteria derived from the mucous of Pacific fish were isolated and their potential to produce antibiotics tested. The oceanic environment is a complex and biodiverse environment where fish cohabitate with a multitude of bacteria and viruses but often resist deadly infections. Protection of the juvenile fish may come from bacteria species within their exterior microbiome. Mucous swabs from juvenile fish were sampled and 47 different microbial strains were isolated. Bacterial strains were grown and extracted with organic solvent to obtain a chemical extract. Extracts were tested in antimicrobial microbroth assays against S. aureus, Escherichia coli, and Candida albicans at 125 μg/mL. Extracts yielded a variety of potent inhibitory activity with five extracts exhibiting strong inhibition of methicillin-resistant S. aureus (ATCC BAA-41). A particularly potent extract from a bacterium identified as a Pseudomonas sp., exhibited strong inhibitory activity against methicillin resistant S. aureus and colon carcinoma (HCT-116). Multiple phenazine analogues were characterized and exhibited antibiotic activity. A quinolinedione metabolite was also isolated, identified, and shown to have moderate cytotoxic activity. This strain and many more showcase an abundant variety of antimicrobial and cytotoxic metabolites found within the Pacific fish microbiome, revealing a potentially untapped source for antibiotic discovery.
