El descubrimiento de la penicilina hace unos 90 años y la introducción generalizada de antibióticos para combatir enfermedades infecciosas han revolucionado la medicina humana. Sin embargo, en las últimas décadas, el aumento de los patógenos resistentes a múltiples fármacos ha enfrentado a la medicina moderna con problemas masivos. Los insectos tienen sus propios problemas.antibióticos, que brindan protección natural contra los gérmenes. Un equipo de científicos de la Universidad Johannes Gutenberg en Mainz y el Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena han descubierto que las abejas, a diferencia de los humanos, no enfrentan el problema de los patógenos resistentes a los antibióticos.Los insectos se unen con bacterias simbióticas que producen un cóctel antibiótico de hasta 45 sustancias diferentes dentro de una sola especie para proteger a su descendencia contra los hongos del moho. Los investigadores no solo descubrieron que la cantidad de sustancias antibióticas es mucho mayor de lo que se pensaba anteriormente, sino que también demostraronque el cóctel se ha mantenido sorprendentemente estable desde la simbiosiserged, hace unos 68 millones de años.
Los lobos de abeja son avispas cavadoras solitarias que transportan abejas paralizadas a sus celdas de cría subterráneas; estas sirven como suministro de alimentos para sus crías. Después de que las larvas salen de los huevos, se alimentan de las abejas y luego hibernan en un capullo en el suelo.Mientras hibernan, están constantemente en peligro por hongos de rápido crecimiento cuyas esporas están omnipresentes en el suelo. Para proteger a sus crías, las abejas no solo han desarrollado sus propios mecanismos de defensa, sino que también dependen del arsenal químico de microorganismos. Las hembras adultas crían bacteriasdel género Streptomyces en sus antenas y depositan estas bacterias en las paredes de las células de cría en las que se desarrollan sus larvas. Cuando una larva hace girar su capullo, teje los Streptomyces en la seda del capullo. Porque las bacterias producen un cóctel de diferentes sustancias antibióticas, se forma una capa protectora que evita que los hongos del moho entren en el capullo e infecten la larva.
En el presente estudio, publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , los científicos de Mainz y Jena demostraron que la simbiosis protectora entre los lobos de abeja y sus compañeros bacterianos no solo ha existido desde el Cretáceo, además, la protección antibiótica que ofrecen las bacterias contra los patógenos ha cambiado muy poco desde que evolucionó hace aproximadamente 68 millones de añosHace. Todas las especies de abejas lobo estudiadas usan mezclas muy similares de antibióticos, básicamente, modificaciones de solo dos estructuras: estreptocloro y piericidina ". Esperábamos que algunos simbiontes de abejas desarrollaran nuevos antibióticos para complementar su arsenal a lo largo de la evolución en ordenpara ayudar a sus anfitriones a combatir los hongos de moho nuevos o resistentes ", dijo Tobias Engl de la Universidad de Mainz, el primer autor del estudio. Sin embargo, el cóctel antibiótico original debe haber sido tan efectivo que no tuvo que cambiar. Una propiedad especialmente importantedesde el principio fue posible que la mezcla fuera efectiva contra una amplia variedad de hongos, ya que no había patógenos especializados en beewoSe sabe que los seres humanos han desarrollado resistencia a estos antibióticos.
La amplia protección ofrecida por el cóctel de antibióticos contra una variedad de hongos de moho probablemente esté relacionada con la gran cantidad de sustancias producidas por los simbiontes bacterianos. Debido a que la mayoría de estas sustancias se remontan a un solo grupo de genes, los científicos también estudiaronLas razones moleculares de la diversidad de productos. Identificaron varios pasos biosintéticos clave y descubrieron que las enzimas de los Streptomyces simbióticos funcionaban de manera menos selectiva que las de las bacterias de vida libre. Esta falta de especificidad permite que las enzimas se unan a diferentes precursores químicos, quees la razón de un mayor número de productos. Además, el producto final directo de la biosíntesis de piericidina se modifica de múltiples maneras. El resultado es una multitud de sustancias antibióticas que se encuentran en cantidades variables en las diferentes especies de abejas.El patrón de las cantidades relativas de sustancias individuales sugiere que los antibióticos permiten que los lobos se adapten a una certaen grado a las comunidades locales de moho.
Los Beewolves y sus antibióticos producidos por simbiontes probablemente estén expuestos a diferentes presiones selectivas que los humanos. Los patógenos humanos obtienen una enorme ventaja al volverse resistentes a los antibióticos comunes. Pueden usar esta ventaja de manera efectiva, ya que se transmiten de persona a persona y, en nuestromundo globalizado, incluso de un país a otro. Se propagan fácilmente en los hospitales, donde muchas personas, a menudo con sistemas inmunes comprometidos, viven juntas en las proximidades ". En contraste, los lobos de abeja generalmente se encuentran en poblaciones pequeñas y con frecuencia se trasladan, porque dependen"Martin Kaltenpoth, quien dirigió un Grupo de Investigación Max Planck en Jena hasta que se convirtió en Profesor de Ecología Evolutiva en Maguncia en 2015, explicó" en terrenos arenosos abiertos para construir sus madrigueras. "Por lo tanto, los patógenos resistentes tienen pocas oportunidades de propagarse dentro o entre poblaciones."Quizás esta es la razón por la cual no se sabe que los microorganismos resistentes se hayan especializado en los lobos de abeja. Parece lo más importante paraLos lobos tienen una defensa eficiente contra un espectro amplio y constantemente cambiante de hongos mohosos.El proceso selectivo que favoreció la actividad de amplio espectro sobre la adaptación a los patógenos especializados probablemente influyó en el desarrollo del cóctel de antibióticos y lo llevó a permanecer prácticamente sin cambios durante millones de años.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Ecología Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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