Investigadores del Departamento de Química de la Universidad de Princeton han descubierto en el microbioma humano una nueva molécula bacteriana con la desagradable tendencia de rastrear y matar a otras. Denominada estreptosactina, es la primera molécula de pequeño tamaño que exhibe actividad fratricida.
Este hallazgo, realizado en el laboratorio Seyedsayamdost de Princeton, se detalla en Journal of the American Chemical Society (JACS).
El estudio describe una verdadera búsqueda de agujas en un pajar en la que la estreptosactina se encontraba al borde de la detección. Su producción es tan mínima y tan difícil de rastrear que los investigadores lograron los resultados solo a través de una compleja interacción de factores.
Utilizaron una inteligente estrategia de búsqueda bioinformática desarrollada hace unos años por Leah Bushin, del laboratorio del profesor Seyedsayamdost. Este enfoque permitió seleccionar moléculas en busca de dos características clave: comportamiento comunitario (descubriendo así el fratricidio) y novedad estructural o topológica.
En el estudio se utilizaron avanzadas técnicas de espectrometría de masas. El comportamiento de Caín y Abel se ha encontrado en otra bacteria en la que las enzimas o proteínas grandes proporcionan la actividad fratricida, pero nunca antes en una molécula pequeña.
Los investigadores creen que el fratricidio podría contribuir a la aptitud evolutiva al mejorar la composición genética de la población de hermanos.
“Esta bioactividad es algo que nunca hubiéramos predicho”, reconoce el profesor Seyedsayamdost, especialista en Química y Biología Molecular. “Pero así es como viven los microbios. Es pura supervivencia”, añade.
En su opinión, este comportamiento es una de las formas en la que esta bacteria genera una estructura genética diversa, “por lo que puede aumentar las posibilidades de sobrevivir a cualquier desafío o condición adversa que se le presente”.
Microbioma, el gran desconocido
Este trabajo abre el camino hacia una mejor comprensión del microbioma, en gran parte aún inexplorado, del conjunto de microorganismos que vive en el cuerpo de los mamíferos y, probablemente, juega un papel importante en la salud.
Tal es el desconocimiento científico que aún hay sobre el microbioma, que se le ha llegado a comparar con el fondo del océano o la superficie lunar.
Incluso con un nuevo enfoque de búsqueda y un instrumento extremadamente sensible, como la espectrometría de masas, la molécula estreptosactina fue difícil de identificar a partir de cultivos vivos. Su concentración se midió en el rango picomolar.
Después de la predicción bioinformática y la caracterización de las enzimas biosintéticas, Brett Covington, otro de los investigadores del equipo del profesor Seyedsayamdost, logró identificar la molécula en extractos de cultivos bacterianos. Cultivó el organismo y utilizó tácticas inteligentes de espectrometría de masas para localizar las huellas químicas que estaba buscando.
“El problema que tuvimos con la estreptosactina -recuerda- es que, en cultivos de laboratorio, no se produce bien. Tenemos un instrumento realmente sensible y, aún así, es apenas detectable por el ruido. Durante meses estuve observando y preguntándome si era real lo que escuchaba”.
Las propiedades y el comportamiento de la estreptosactina aún no se han descifrado por lo que todavía no hay respuestas a una serie de cuestiones como, por ejemplo, ¿cuál es su papel en el microbioma? ¿Por qué el comportamiento fratricida? Y ¿qué otros descubrimientos quedan por localizar de los más de 600 productos naturales predichos por el algoritmo de búsqueda que han utilizado estos científicos?
