Nuevos compuestos descubiertos en una esponja de mar tienen efecto contra bacterias resistentes

Científicos brasileños hallaron diversas sustancias inéditas que poseen actividad contra bacterias resistentes a antibióticos en una especie que habita en el archipiélago de Fernando de Noronha

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Un grupo de científicos encabezado por investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) con sede en la localidad de São Carlos, en Brasil, identificó una serie de compuestos bioactivos en una especie de esponja marina recolectada en Fernando de Noronha, un archipiélago situado a unos 400 kilómetros de la costa nordeste del país. Algunas de esas sustancias mostraron capacidad para eliminar bacterias resistentes a los antibióticos actualmente disponibles, lo que abre camino hacia el desarrollo de nuevos fármacos.

El referido estudio, que contó con el apoyo de la FAPESP, salió publicado en el Journal of Natural Products.

“A esta esponja de mar ya la habían estudiado anteriormente otros grupos del exterior, fundamentalmente en la década de 1990. Por eso aplicamos técnicas modernas para evaluar las sustancias de su metabolismo secundario, buscar nuevas moléculas y testear su actividad biológica. Y logramos describir una serie de nuevos compuestos. El mayor potencial encontrado fue contra bacterias resistentes a los actuales antibióticos”, comenta Vítor Freire, quien realizó el estudio como parte de su doctorado en el Instituto de Química de São Carlos (IQSC-USP).

La resistencia a los antibióticos está considerada como uno de los mayores problemas de salud pública global por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Según un informe solicitado por el gobierno británico y publicado en 2016, las muertes causadas por infecciones de bacterias resistentes deben sumar 10 millones de personas por año en 2050. De allí la importancia de descubrir nuevos antibióticos eficaces.

La esponja de mar de la especie Agelas dispar habita en el Caribe y en parte del litoral brasileño. Por contarse entre algunos de los organismos existentes desde hace más tiempo en la Tierra y vivir fijadas en el sustrato marino, las esponjas de mar desarrollaron en el transcurso de millones de años un complejo metabolismo que produce sustancias esenciales para competir con otros invertebrados y para evitar infecciones causadas por bacterias patogénicas.

En el estudio ahora publicado, las sustancias con mayor potencial terapéutico fueron tres diferentes tipos de ageliferinas, nombre surgido del género de la referida esponja de mar, Agelas.

“Otro factor importante reside en la capacidad de las esponjas para almacenar sustancias de microorganismos simbiontes, que también las ayudan a defenderse. Por eso, cuando analizamos los compuestos presentes en estos animales, no siempre se puede saber qué elaboraron ellos y qué proviene de microorganismos simbiontes”, explica Roberto Berlinck, docente del IQSC-USP y coordinador del estudio.

Este trabajo forma parte de dos proyectos coordinados por Berlinck apoyados por la FAPESP (procesos 19/17721-9 y 13/50228-8, este último en el ámbito del BIOTA-FAPESP, el Programa FAPESP de Investigaciones en Caracterización, Conservación, Restauración y Uso Sostenible de la Biodiversidad).

Los ensayos con bacterias se realizaron en el Instituto Adolpho Lutz (IAL), el laboratorio de referencia del estado de São Paulo para la vigilancia epidemiológica, bajo la coordinación del investigador André Gustavo Tempone, también apoyado por la FAPESP.

Tumores y bacterias

Se testearon trece compuestos en un linaje de células tumorales de ovario conocido como OVCAR3 que no exhibieron actividad biológica. Otros grupos ya habían testeado las ageliferinas en tumores de pulmón, colon y mama. En los trabajos anteriores, no se observó actividad antitumoral. Una de ellas no había mostrado efecto en células de linfoma.

Pero tres sustancias tuvieron éxito en la eliminación de bacterias resistentes a los antibióticos. Seis especies fueron sometidas a la acción de los compuestos: dos de ellas fueron Escherichia coli y Enterococcus faecalis, que se ubican entre las más comunes y que están presentes en distintos ambientes, incluso en el cuerpo humano.

Las otras cuatro son listadas por la OMS como prioritarias para el desarrollo de nuevos antibióticos: Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii y Pseudomonas aeruginosa. Son algunas de las responsables de la mayor parte de las infecciones hospitalarias, por ser capaces de escapar de la acción de los antibióticos disponibles en el mercado.

Así y todo, los investigadores querían saber si el uso de las ageliferinas podría derivar en la hemólisis de los glóbulos rojos del intestino, un efecto adverso común en pacientes en tratamiento quimioterapéutico que necesitan antibióticos y que puede llevar a la muerte. En células de ratones, los compuestos no causaron daños. Dicho resultado indica un buen potencial para el desarrollo de nuevos fármacos.

El objetivo de los investigadores es ahora analizar otras esponjas de mar con la misma metodología aplicada para descubrir estos nuevos compuestos. “Es sumamente importante investigar de qué manera se elaboran estas sustancias, toda vez que las mismas aparecen distribuidas entre algunos tipos de esponjas y pueden ayudar en el futuro a tratar enfermedades”, culmina Freire, quien actualmente realiza un posdoctorado en el National Cancer Institute, en Estados Unidos.

Este trabajo contó también con el apoyo de la FAPESP mediante el otorgamiento de becas a Juliana Gubiani (posdoctorado realizado en el IQSC-USP) y a Erica de Castro Levatti (posdoctorado en curso en el IAL).

Puede leerse el artículo intitulado Feature-Based Molecular Networking Discovery of Bromopyrrole Alkaloids from the Marine Sponge Agelas dispar en el siguiente enlace: pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jnatprod.2c00094.