Las microbiotas humanas, verdaderos reservorios de péptidos antimicrobianos
Se cree que las microbiotas humanas constituyen reservorios de péptidos antimicrobianos que resultan tan eficaces como ciertos antibióticos utilizados en la actualidad. Algunos de ellos no afectan a las bacterias comensales. 1
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Acerca de este artículo
«Una de las amenazas más graves para la salud mundial, la seguridad alimentaria y el desarrollo». Estas son las palabras que utiliza la OMS 2 para describir la resistencia a los antibióticos. Los (sidenote: Péptidos antimicrobianos (PAM) Los péptidos antimicrobianos (PAM) son secuencias cortas de aminoácidos presentes en una gran variedad de organismos como bacterias, plantas, anfibios, insectos, peces y mamíferos. Son capaces de alterar el crecimiento microbiano, generalmente mediante una interferencia con la integridad de la pared celular. ) se consideran una forma prometedora de afrontar el problema. Sin embargo, aún se conocen muy pocos PAM. Algunos ejemplos incluyen:
- bacitracina producida por Bacillus licheniformis para tratar infecciones oculares y cutáneas
- colistina producida por Paenibacillus polymyxa var. collistinus para tratar la neumonía en pacientes con fibrosis quística
- polimixina B producida por Paenibacillus polymyxa para tratar infecciones tópicas
Por este motivo, la presente investigación tenía como objetivo identificar nuevos candidatos a partir de 1 773 genomas procedentes de las microbiotas de la piel, la boca, el aparato digestivo y la vagina de 263 mujeres sanas del NIH Human Microbiome Project. 3
323 candidatos potenciales
El equipo de investigadores identificó a 323 candidatos potenciales y los llamó SEP (smORF-encoded peptides, esto es, péptidos codificados por (sidenote: SmORF (Small open reading frames) Secuencias cortas que codifican pequeños péptidos de menos de 100 aminoácidos, capaces de actuar como mediadores en ciertas funciones fisiológicas fundamentales tanto en el ser humano como en los animales. ) ).
Se basaron en 3 criterios (potencial antimicrobiano, diversidad de las familias representadas, facilidad de síntesis) para seleccionar 78 de estos candidatos, sintetizarlos y luego probarlos contra:
- 11 cepas de patógenos clínicamente relevantes (Acinetobacter baumannii, E. coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium)
- y las 13 bacterias comensales más representadas del aparato digestivo (pertenecientes a 4 filos: Verrucomicrobia, Bacteroidetes, Actinobacteria, et Firmicutes)
A diferencia de los PAM, los SEP también son capaces de ejercer sus efectos en bacterias comensales.
El 70,5% ejerce una actividad antimicrobiana
En total, 55 de los 78 SEP sintetizados (70,5%) mostraron un actividad antimicrobiana in vitro contra al menos una bacteria patógena o comensal.
- 33 de los 78 SEP fueron capaces de destruir al menos uno de los 11 patógenos probados, siendo S. aureus el único en no verse afectado por ninguno de los 78 SEP sintetizados;
- 45 de los 78 SEP mostraron una leve actividad antimicrobiana contra bacterias comensales.
Los 5 SEP más prometedores (potente actividad contra patógenos, baja actividad contra comensales) son codificados (sidenote: Bacterias cutáneas y digestivas Faecalibacticina-3 (Faecalibacterium prausnitzii), fusobacticina-2 (Fusobacterium nucleatum), keratinobacina-1 (Keratinibaculum paraultunense), staphylococcina-2 (Staphylococcus capitis) y prevotellina-2 (Prevotella copri) ) . A menudo, los diferentes SEP ejercen efectos sinérgicos.
El mejor candidato in vivo (en un modelo murino), a saber, la prevotelina-2 (P. copri), mostró la misma eficacia que el antibiótico de referencia (polimixina B) para reducir la carga bacteriana, pero sin toxicidad apreciable en ratones infectados con A. baumannii.
Seis cosas que hay que saber sobre los antibióticos
La membrana citoplasmática como diana de acción
Los investigadores examinaron los SEP que tenían propiedades antimicrobianas bajo todos los ángulos con el fin de determinar sus respectivos mecanismos de acción. Su efecto antimicrobiano parece dirigirse a la membrana citoplasmática de las bacterias y consiste en una despolarización (mientras que los PAM y péptidos codificados convencionales suelen ejercer sus efectos sobre la membrana externa).
3 tipos de antagonismo
Por último, los diferentes SEP ejercen sus efectos mediante 3 tipos de antagonismo:
• Intraespecie (para luchar contra la competencia de otras cepas)
• Entre especies en un mismo sitio (por ejemplo, la fecalibacticina-3 producida por la bacteria intestinal Faecalibacterium prausnitzii del filo Firmicutes ejerce sus efectos sobre varias bacterias del filo Bacteroidetes)
• Entre especies de otro sitio (la estafilococina-2 producida por la bacteria cutánea Staphylococcus capitis resulta muy activa contra varios filos de bacterias intestinales)
Además de luchar contra los patógenos, los SEP podrían remodelar las microbiotas.
