Grupo de Acuicultura e Biotecnoloxía da Universidade de Santiago de Compostela.

Grupo de Acuicultura e Biotecnoloxía da Universidade de Santiago de Compostela.

Patente galega contra as bacterias patóxenas

O Grupo de Acuicultura e Biotecnoloxía da Universidade de Santiago é un referente internacional na interrupción da comunicación bacteriana como alternativa ós antibióticos

bandera-galiciaEspañol bandera-ukEnglish

Inutilizar o sistema de comunicación das bacterias patóxenas para mantelas illadas e evitar que se organicen e ataquen organismos. Este foi o principal obxectivo da liña de investigación Quorum Sensing Quorum Quenching que ocupa dende hai oito anos ó Grupo de Acuicultura e Biotecnoloxía da Universidade de Santiago de Compostela (USC). E logrouse. O achado xa foi protexido cunha patente en Europa, Estados Unidos e China, e espérase que pronto poida ser comercializado por algunha das empresas internacionais que negocian a licenza coa Fundación Barrié, socio investidor nesta investigación incluída no seu Fondo de Ciencia e que contou coa colaboración da empresa Isis Innovation da Universidade de Oxford para a busca de potenciais clientes.

Pruebas de actividad quorum quenching de bacterias marinas.

Probas de actividade quorum quenching de bacterias marinas.

Esta é a liña de investigación máis innovadora deste xa veterano grupo de investigación do Departamento de Microbioloxía e Parasitoloxía da USC. Foi a principios da pasada década dos anos 80 cando o profesor Jaime Fábregas o puxo en marcha e con el comezaba en España a investigación en biotecnoloxía de microalgas, converténdose co paso dos anos nun dos equipos máis destacados no mundo no estudo das aplicacións das microalgas mariñas. Porén, o gran recoñecemento popular, vía medios de comunicación, chegoulles con esta segunda liña de investigación para atallar os ataques de bacterias. “É o que nos puxo máis no mapa, sobre todo cos medios, porque é unha liña que se vende moi ben e todo o mundo entende o impacto biotecnolóxico que pode ter”, recoñece Ana María Otero Casal, unha dos tres investigadores principais do grupo —xunto con Fábregas e Buenaventura Cabezas— e máxima responsable deste proxecto.

Quorum quenching

En terminoloxía científica, á comunicación bacteriana chámaselle quorum sensing (detección de quórum), xa que o que se describe é o xeito en que as bacterias emiten sinais para detectar se hai un número suficiente de compañeiras para lanzar un ataque efectivo. E a estratexia biotecnolóxica para a interrupción da comunicación bacteriana denomínase quorum quenching.

O que sabe é que moitas bacterias patóxenas se comunican entre si mediante a produción de pequenas moléculas sinal e que esas comunicacións poden ser interrompidas dun xeito máis efectivo con bacterias mariñas con actividade quorum quenching. “O máis interesante dende o punto de vista biotecnolóxico é que as bacterias patóxenas —as que nos poñen enfermos— necesitan comunicarse entre elas para atacarnos. Así que se eliminas eses sinais, a bacteria non te pode atacar e non vas enfermar”, detalla Otero. Este mecanismo é unha alternativa ó uso dos antibióticos para o control e o tratamento de patoloxías infecciosas de orixe bacteriana en animais, tanto en acuicultura coma en gandaría. O que se procura illando as bacterias que tentan comunicarse e organizarse é axudar ó propio sistema inmune do individuo a rematar con estas, ou a eliminalas máis rapidamente en colaboración co uso de antibióticos.

Manuel Romero y Ana Otero, en el laboratorio.

Manuel Romero e Ana Otero, no laboratorio.

A orixe desta liña de investigación desenvolvida polo grupo galego remóntase ó ano 2006, en concreto a unha tese de Manuel Romero Bernárdez —hoxe, embarcado nunha investigación postdoutoral na Universidade de Nottingham, no Reino Unido—, dirixida por Ana María Otero. “O que fixemos foi ir ó mar a buscar bacterias que fosen capaces de cortar esa comunicación entre as bacterias patóxenas. Tivemos moita sorte e atopamos moitas con esa actividade, e algunhas delas moi boas, máis activas cas terrestres. Cando comezamos xa había algunha cousa descrita en bacterias terrestres, pero estas bacterias mariñas que encontramos son moito máis activas e temos xa varias patentes. Sobre todo destaca a cepa 20J, patentada xa para o seu uso en Europa, Estados Unidos e China na loita contra infeccións bacterianas,” relata Otero. Esta liña de investigación acadou tamén en 2010 o Premio de Investigación da Real Academia Galega das Ciencias e distintas publicacións en revistas de impacto.

As primeiras probas que demostran a viabilidade desta estratexia aplicáronse en acuicultura

A idea era iniciar unha loita contra as infeccións dun modo moi distinto ó que se libra co uso de antibióticos, bloqueando a relación entre as bacterias co desenvolvemento de varias encimas que cortasen a súa comunicación, eliminando os sinais entre elas e frustrando así os seus ataques. “Cando usas un antibiótico, tentas matar a bacteria e esta tenta defenderse xerando resistencia, que é o maior problema que temos agora nos hospitais con algunhas bacterias moi resistentes e para as que non hai antibióticos para matalas. Porén, coa estratexia de quorum quenching o que facemos non é matar as bacterias, senón evitar que se comuniquen entre elas e, polo tanto, impedir que ataquen. Á bacteria resúltalle máis difícil detectar que estás a loitar contra ela e a súa xeración de resistencia é menor; pero isto non quere dicir que non vaia acabar habendo certa resistencia a esta estratexia, aínda que máis lenta”, explica a investigadora.

As primeiras probas no mundo que demostran a viabilidade desta estratexia aplicáronse en acuicultura, un campo onde o uso de antibióticos está moi restrinxido. “Como tiñamos experiencia coas algas”, apunta Otero, “fixemos probas de concepto en acuicultura. E temos visto que en peixes grandes, mesturando esa bacteria morta no seu penso, somos capaces de curalos de infeccións moito máis rápido. En larvas pequenas de ostras, ameixas…, como estas non comen penso tratámolas poñendo a bacteria viva con capacidade de quorum quenching no tanque de cultivo e comprobamos que mesmo se pode duplicar a súa supervivencia. Outros investigadores fixeron tamén traballos con lagostinos, ratos, plantas transxénicas… Hai moita xente traballando e as farmacéuticas teñen moito interese, claro. Non é que vaiamos eliminar os antibióticos, pero si podemos combinalos con esta estratexia para potenciar a súa acción. Ademais, é unha estratexia que se pode aplicar a moitos outros campos, máis alá da sanidade animal ou humana”, comenta a científica.

Proxecto europeo ByeFouling

ByefoulingEntre esas outras aplicacións do quorum quenching encóntrase o proxecto europeo ByeFouling, no que participa o Grupo de Acuicultura e Biotecnoloxía da USC, xunto con outros 17 equipos de investigación e empresas de 11 países. O obxectivo do proxecto, que comezou o 1 de decembro de 2013 e que ten un prazo de execución de catro anos, é o desenvolvemento e produción a grande escala de recubrimentos antiincrustantes ecolóxicos de baixa toxicidade para a súa aplicación en barcos e outras estruturas mariñas suxeitas a colonización biolóxica. O fenómeno da bioincrustación é responsable da perda de millóns de euros anualmente debido ó enorme gasto en tarefas de limpeza e consumo de combustible, xa que a adhesión biolóxica no casco dos barcos ocasiona un incremento de ata o 40% no consumo de combustible, que leva consigo ademais un incremento na emisión de CO2. ByeFouling explorará a viabilidade de produción industrial de novos recubrimentos baseados en materiais de superficie estructurada, inhibidores da adsorción de proteínas, biocidas naturais e o uso de microorganismos con actividade antiincrustante, utilizándose novos materiais nanoestructurados para a encapsulación dos compostos activos.

Laboratorio biotecnologia USC

Probas de quorum quenching e actividade antibiofilm no laboratorio da USC.

O grupo da USC participa no proxecto achegando a súa experiencia nas súas dúas liñas de investigación principais, biotecnoloxía de microalgas e comunicación bacteriana, xa que se realizan estudos de presenza de biocidas na biomasa de microalgas mariñas nunha aproximación denominada “alga contra alga” e, por outro lado, se buscarán novos compostos inhibidores da comunicación bacteriana que bloqueen a formación das biopelículas bacterianas que constitúen a primeira fase do proceso de bioincrustación. Os compostos e encimas identificados neste estudo poderán ter ademais aplicación noutros campos nos que estea involucrada a formación de biopelículas bacterianas, como a deterioración de monumentos ou a formación de placa dental.

ByeFouling —xogo de palabras inglesas que quere expresar o “adeus” ás “bioincrustacións”— intentará así reducir os organismos que se pegan ás superficies das embarcacións. “Hai unha restrición moi importante nos compoñentes que se incorporan ás pinturas dos barcos para evitar que nos cascos se peguen algas, mexillóns, etc. Calquera superficie que estea metida en auga de mar vaise cubrir de organismos que dificultan moito o movemento dos barcos e aumentan o seu consumo. Falamos de millóns e millóns de euros ó ano en combustible. Aos armadores, cada dous ou tres anos, non lles queda outra opción que quitar os barcos da auga e limpalos, e iso supón moito diñeiro”, describe a investigadora galega.

Tradicionalmente usáronse pinturas cada vez máis restrinxidas pola súa toxicidade. No proxecto ByeFouling estanse a buscar alternativas environment-friendly, é dicir, alternativas que non danen o medio e que á vez eviten que certos organismos se peguen ós cascos dos barcos. “E como os primeiro que se pega son as bacterias, e para pegarse utilizan o quorum sensing, estamos a estudar se poderiamos introducir compostos ou encimas de quorum quenching nas pinturas para evitar a primeira capa de colonización, que son as bacterias”, esclarece Ana María Otero.

O Grupo de Acuicultura e Biotecnoloxía da USC ten por diante uns frenéticos e emocionantes meses para pechar un acordo para a comercialización da súa patente, para desenvolver unha solución á bioincrustación que poida reducir os altos custos que agora supón este problema para o sector do mar e para optar a novos proxectos de investigación. Todo un privilexio en tempos funestos para a ciencia en España, nos que, como lamenta e recoñece a propia Ana María Otero, “moitos laboratorios están a quedar baleiros por falta de bolsas e axudas”.

logo_MINECO_FECYT_Web

Deixar unha resposta

XHTML: Podes empregar estas etiquetas: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.