Proteínas de abeja y rana: la doble defensa de la naturaleza contra las superbacterias agrícolas

La combinación de péptidos antimicrobianos naturales puede ralentizar significativamente el desarrollo de resistencia a los antimicrobianos en las bacterias. Estos hallazgos podrían conducir a un control de enfermedades más seguro y sostenible en entornos ganaderos y agrícolas.

La resistencia a los antibióticos no es solo un problema hospitalario, también es una amenaza creciente en la granja. Desde establos avícolas hasta cobertizos lecheros, el uso excesivo de antibióticos en la agricultura ha dado lugar a “superbacterias” que ponen en peligro a los animales, los cultivos e incluso la salud humana. Pero ¿y si la solución ha estado zumbando y saltando a nuestro alrededor todo el tiempo?

En un nuevo estudio dirigido por Bar Maron, un estudiante de doctorado, en colaboración con el profesor Jonathan Friedman y el profesor Zvi Hayouka de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medioambiente de la Universidad Hebrea de Jerusalem, los científicos han descubierto que los péptidos antimicrobianos (AMP), pequeñas proteínas que forman parte del sistema inmunológico de casi todos los organismos, pueden trabajar juntos para bloquear el desarrollo de resistencia bacteriana.

“Las bacterias son inteligentes. Cuando los golpeas con un arma, a menudo encuentran una forma de evitarlo”, dice el profesor Hayouka. “Pero cuando usamos dos péptidos a la vez, fue como cerrar todas las rutas de escape”.

La investigación se centró en Staphylococcus aureus, un patógeno importante responsable de infecciones persistentes en animales y humanos por igual. Usando tres AMP: melitina (de abejas), temporina (de ranas) y pexiganan (un péptido sintético inspirado en la naturaleza), el equipo observó cómo evolucionaban las bacterias con el tiempo. Los resultados fueron significativos: cuando las bacterias fueron expuestas a un solo péptido, desarrollaron rápidamente resistencia a través de mutaciones genéticas.
¿Pero cuando se combinaron dos péptidos? Las bacterias estaban perplejas, mutando menos y permaneciendo vulnerables.

Esto podría ser un avance importante para la agricultura, donde la resistencia a los antibióticos ya ha comenzado a afectar la salud del ganado y los medios de vida de los agricultores. Al reducir la dependencia de los antibióticos sintéticos y recurrir a combinaciones de péptidos naturales, la industria podría avanzar hacia formas más seguras y sostenibles de controlar las enfermedades.

“Estos péptidos son parte del propio sistema de defensa de la naturaleza. Los animales los han estado usando durante millones de años”, dice el profesor Friedman. “Al tomar prestado de la naturaleza y usarlos sabiamente, podemos inclinar la balanza a nuestro favor”.

Los hallazgos podrían allanar el camino para nuevos aditivos alimentarios o tratamientos tópicos que mantengan las infecciones bajo control sin desencadenar resistencia. También ofrece la esperanza de mantener la salud del rebaño sin contribuir a la crisis mundial de resistencia a los antimicrobianos.

Por supuesto, se necesita más investigación antes de que estos péptidos se abran paso en los protocolos de las granjas. Pero el mensaje es claro: cuando se trata de combatir las superbacterias, a veces dos péptidos son mejores que uno.

Combatir la resistencia bacteriana con combinaciones de péptidos. La figura ilustra una estrategia clave para prevenir la evolución de la resistencia a los antimicrobianos. Cuando las bacterias se tratan con un solo péptido antimicrobiano (AMP), de una fuente como una abeja (arriba) o una rana (abajo), pueden desarrollar resistencia rápidamente, lo que hace que el tratamiento sea ineficaz. Sin embargo, cuando las bacterias se tratan con una combinación de diferentes AMP, se eliminan de manera efectiva (centro) y su capacidad para desarrollar resistencia se ve obstaculizada significativamente. Este enfoque hace que las combinaciones de péptidos sean una estrategia prometedora para desarrollar terapias más duraderas y “a prueba de resistencia”. | Crédito: Bar Maron, Universidad Hebrea de Jerusalem. La figura creada con Biorender.com.
Combatir la resistencia bacteriana con combinaciones de péptidos. La figura ilustra una estrategia clave para prevenir la evolución de la resistencia a los antimicrobianos. Cuando las bacterias se tratan con un solo péptido antimicrobiano (AMP), de una fuente como una abeja (arriba) o una rana (abajo), pueden desarrollar resistencia rápidamente, lo que hace que el tratamiento sea ineficaz. Sin embargo, cuando las bacterias se tratan con una combinación de diferentes AMP, se eliminan de manera efectiva (centro) y su capacidad para desarrollar resistencia se ve obstaculizada significativamente. Este enfoque hace que las combinaciones de péptidos sean una estrategia prometedora para desarrollar terapias más duraderas y “a prueba de resistencia”. | Crédito: Bar Maron, Universidad Hebrea de Jerusalem. La figura creada con Biorender.com.

El artículo de investigación titulado “Uncovering the genetic basis of Staphylococcus aureus resistance to single antimicrobial peptides and their combinations”, ya está disponible en iScience

Investigadores:
Bar Maron1 2, Caroline Zanchi3, Paul Johnston4, Jens Rolff3, Jonathan Friedman2, Zvi Hayouka1.

Instituciones:
1) Instituto de Bioquímica, Ciencia de los Alimentos y Nutrición, Universidad Hebrea de Jerusalem.
2) Instituto de Ciencias Ambientales, Universidad Hebrea de Jerusalem.
3) Instituto de Biología, Biología Evolutiva, Freie Universität.
4) Facultad de Medicina, Universidad de St Andrews.