BIODIVERSIDAD DEL SUELO 12va Parte

Biodiversidad del Suelo y Biotecnología

Antibióticos

El suelo contiene una compleja gama de redes alimentarias e interacciones entre los diversos grupos de organismos que se encuentran ahí, con organismos que se depredan entre sí y compiten por los recursos y, como tal, han evolucionado una serie de procesos tanto para el ataque como para la supervivencia. Uno de ellos es el uso de sustancias químicas en una forma de “guerra” química entre organismos del suelo. Son algunas de estas sustancias químicas las que, una vez aisladas, utilizamos con fines medicinales como antibióticos.

Los antibióticos aislados a partir de organismos del suelo incluyen (pero no se limitan a): penicilina, aislada del hongo Penicillium, que se encuentra en los suelos y que, junto con varios derivados semisintéticos, todavía se utiliza ampliamente.

Se han aislado Aminoglucósidos, como Estreptomicina y Kanamicina, así como Tetraciclinas, de Actinomicetos que habitan en el suelo. Los lipopéptidos como la Daptomicina también se derivan de Steptomyces, un tipo de actinomiceto. Cada uno de estos antibióticos tiene un modo de acción diferente. Algunos atacan las membranas celulares, mientras que otros atacan al ribosoma u otros constituyentes celulares. Es por esta razón que algunos organismos son susceptibles a algunos antibióticos, pero otros no, dependiendo de si tienen la forma específica de constituyente celular al que ataca el antibiótico.

Resistencia antibiótica

Además de no ser susceptibles a algunos antibióticos, los microorganismos también suelen ser capaces de desarrollar resistencia con el tiempo. Si bien esto frecuentemente se considera un problema para la microbiología clínica, los antecedentes de diversas modalidades de resistencia a los antibióticos observados en el entorno clínico a menudo se pueden encontrar en el entorno del suelo.

Esto se debe a que los microorganismos del suelo generalmente están expuestos a una amplia gama de compuestos en su entorno local, algunos de los cuales pueden ser dañinos, como los antibióticos, y esto ejerce una presión evolutiva sobre los organismos para que desarrollen resistencia o se extingan.

También es necesario que los productores de antibióticos tengan algunos mecanismos de resistencia a los antibióticos, por ejemplo, para evitar que mueran mediante la producción de sus propios compuestos antibióticos.

Por lo tanto, el entorno del suelo representa un ámbito importante para la investigación de los mecanismos subyacentes de la resistencia a los antibióticos, incluidos posibles mecanismos que aún no se han observado en la microbiología clínica. La utilización de este recurso para mejorar nuestra comprensión de los procesos bioquímicos que ocurren puede permitir la circunnavegación o la reducción del desarrollo de una mayor resistencia a los antibióticos.

Esta es un área de investigación que recién está comenzando a ganar prominencia (D’Costa et al., 2006; Tomasz 2006). La evolución incluso ha llevado la resistencia a los antibióticos un paso más allá. Danatas et al., (2008) demostraron que de 18 antibióticos que probaron, de 8 clases principales de antibióticos tanto de origen natural como sintético, 13 a 17 apoyaron el crecimiento de bacterias cuando el antibiótico estaba disponible como única fuente de Carbono. Los microorganismos son claramente muy adaptables, en formas que sólo recientemente estamos empezando a comprender.

La resistencia a los antibióticos se produce porque los antibióticos ejercen una presión evolutiva sobre una población determinada mediante la cual los organismos con resistencia natural pueden sobrevivir y reproducirse, mientras que los organismos que no tienen el factor de resistencia mueren. Una vez que se ha desarrollado un factor de resistencia, éste puede propagarse rápidamente dentro de una población o incluso de una comunidad mediante la transferencia genética horizontal, en la que el ADN se transfiere de una bacteria a otra. La transferencia de ADN que contiene genes de resistencia a los antibióticos (así como otros genes) puede ocurrir mediante tres procesos:

Transformación. Cuando una bacteria muere y se lisa (se destruye), otras bacterias que están creciendo activamente en estrecha proximidad pueden recoger su ADN.

Transfección. Los fagos, que son virus que infectan bacterias y hongos, a veces recogen genes adicionales de los microorganismos que infectan, los cuales luego se transmiten a otros organismos a los que infectan.

Conjugación. Las bacterias pueden fusionar sus membranas celulares e intercambiar plásmidos o fragmentos de sus cromosomas.

Estos procesos pueden ocurrir entre distintas «especies» de bacterias, lo que significa que es posible que los mecanismos de resistencia a los antibióticos solo tengan que evolucionar una vez y luego puedan extenderse a toda una comunidad.

Referencia:

Gardi Ciro and Jeffery Simon. Soil Biodiversity. Joint Research Centre, Scientific and Technical Reports Institute for Environment and Sustainability. Land Management & Natural Hazards Unit.