Técnicas para descubrir, identificar y estudiar nuevas especies bacterianas
Las bacterias son el reino más diverso de los seres vivos que pueblan el planeta Tierra. Son seres unicelulares, procariotas, carentes de núcleo, que se han adaptado a todos los ambientes existentes. Aunque muchas de ellas siguen siendo completamente desconocidas para la ciencia del hombre, las pocas que se conocen, aproximadamente entre el 1% y el 5% (unas 10.000 especies) utilizan todas las rutas metabólicas conocidas en otros organismos y algunas de su exclusividad.
En la carrera armamentística desatada entre el ser humano y las bacterias desde el descubrimiento de la penicilina, el primer antibiótico, son muchas las voces que se han levantado advirtiendo del aumento de la resistencia de muchas bacterias patógenas a diferentes antibióticos. Existen cálculos que estiman que en 2050 el aumento de la resistencia en bacterias podría ser tal que éstas matarían a 10 millones de personas al año.
Así es como preparan l iChip. Foto de: iChip – Slava Epstein-Northeastern University
Es por esto que existen numerosos grupos de investigación en todo el mundo buscando nuevas aproximaciones a este problema. Un ejemplo del empeño humano en este aspecto es el AMA, del que puedes leer más aquí. En 2015 la prestigiosa revista Nature publicó un estudio liderado por Ll. Ling, de NovoBiotic Pharmaceuticals en Cambridge, Massachusetts “A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance” (Un nuevo antibiótico que mata patógenos sin resistencia detectable). En él, se presentaba la teixobactina. De los 25 compuestos que determinaron que tenían potencialidad antibiótica, éste fue el más prometedor. Siendo el primer antibiótico completamente nuevo descubierto en los últimos 25 años. Puedes leer más sobre este increíble descubrimiento aquí (próximamente).
Tan gran descubrimiento ha sido posible gracias a las nuevas técnicas de aislamiento y detección de bacterias desconocidas. Para ello han adaptado la tecnología del Chip, tecnología publicada en 1995, para la secuenciación de ADN. En principio esta técnica permitía aislar células bacterianas y secuenciar su ADN o ARN. El problema es que tan solo una pequeña fracción de las bacterias conocidas se sabe cómo cultivarlas (el 1%). Es por eso que a fin de aumentar el cultivo celular para poder extraer sus proteínas lo que hicieron fue, una vez aisladas las células entre las mallas semipermeables del iChip, volvieron a poner el sándwich en el suelo del que habían sido aisladas para que pudieran crecer.
De esta manera consiguieron un cultivo celular de bacterias que no conocían. Después se realizó el iChip, propiamente dicho. Se secuenció el ADN de cada pocillo para averiguar el genoma de las bacterias, muchas de ellas desconocidas. Los resultados después fueron contrastados en las bases de datos genéticas de todos los organismos existentes. A pesar de que no se conoce el organismo que genera este nuevo antibiótico, ya se conoce su ARN y se puede sintetizar su proteína de forma artificial para su estudio como antibiótico.
Los avances en las técnicas como el Chip o el microarray son posiblemente la base de la ciencia del futuro. Gracias a ellos la cantidad de muestra necesaria para genotipar un organismo nuevo podría verse reducido a tan solo una única célula.