Thuggacin, nuevo macrólido antibacteriano de Sorangium cellulosum que actúa contra bacterias grampositivas.

Recientemente se ha descubierto un nuevo tipo de antibiótico de la clase de los macrólidos al que se ha llamado thuggacin. Este antibiótico es producido por el microorganismo Sorangium cellulosum. Hasta la fecha se han identificado tres subtipos: thuggacin A, thuggacin B y thuggacin C que son efectivas contra bacterias grampositivas, especialmente del género Mycobacterium (entre ellos Mycobacterium tuberculosis, agente causante de la tuberculosis).
Se están investigando los tipos de thuggacin para su uso en la medicina. Actualmente también se está tratando de descubrir si existen otros compuestos derivados, así como su producción y su uso farmacéutico.

La cepa productora del antibiótico fue aislada desde una muestra de tierra en 1993. En primer lugar se realizó una fermentación a partir de dicha cepa y después con lo que se obtuvo se aislaron los thuggacin A y B. El tipo C solo pudo obtenerse por métodos químicos a partir del A y el B o bien por otro método de aislamiento diferente al anterior. 

La fermentación para la producción de thuggacin A se desarrolló de la siguiente manera:

Crecimiento del cultivo de Sorangium cellulosum

- Inoculación → Día 0

- Fase de latencia →  Días 1 y 2:

 No varía la concentración de almidón

- Fase exponencial → Días 3 a 5:

El día 4 el almidón se agota rápidamente

El día 5 empieza la producción de thuggacin.

- Fase estacionaria → A partir del día 5:

El día 6 se agota la glucosa.

El día 7 se alcanza la máxima concentración de thunggacin A (21 µg/ml).

Los días 8 a 12 el nivel de thunggacin A permanece constante.

A continuación se vio como afectaba el antibiótico aislado sobre otro microorganismo (Micrococcus luteus) mediante el uso de marcadores radiactivos los cuales se incorparaban en ácidos nucleicos y proteínas lo que permitió seguir su síntesis. Se obtuvo la siguiente gráfica en la que se aprecia como dicha síntesis se para por completo al añadir thuggacin. 

También se estudió su efecto sobre la cadena respiratoria, para lo cual fue necesario aislar las membranas de Micrococcus luteus y comparar las diferencias en presencia y ausencia de thuggacin. 

Los resultados de la medición del consumo de oxígeno de Micrococus luteus bajo la influencia de thuggacin están representados en la figura 4. Ésta muestra que la respiración fue inhibida al 100% con 2.5 ng/ml. La máxima inhibición de la oxidación de NADH (necesario para la cadena respiratoria) alcanzó el 90% a los 10 ng/ml de thuggacin A. Se utilizó como control KCN (inhibidor conocido de la cadena respiratoria) y se observó un máximo de inhibición con 60 µg/ml que alcanzó también el 90%.

El citocromo c reducido, tuvo una inhibición similar a la inhibición de la oxidación. La figura 4 también muestra la actividad de la citocromo oxidasa utilizando NADH.

La figura 5 muestra un espectro de absorción en el que la bajada de los picos se corresponde con la inhibición de la reducción de los distintos tipos de citocromo por la influencia de thuggacin A. De acuerdo a esto se observa que produce una inhibición parcial de la reducción de citocromo a (600.9 nm), citocromo b (560.3 nm) y citocromo c (551.7 nm). Un resultado similar se obtiene con KCN.

Se utilizaron también membranas citoplasmáticas de Mycobacterium phlei, Corynebacterium glutamicum, Escherichia coli, Staphylococcus auresus Bacillus subtilis. De ellas sólo las cadenas respiratorias de M. phlei y C. glutamicum mostraron una sensibilidad similar a M. luteus por thuggacin A. El resto de bacterias presentaban resistencia debido a una cadena respiratoria mucho más activa.

Se ha visto que thuggacin actúa sobre las  etapas finales de la cadena de transporte electronico en las bacterias donde tiene actividad. La inhibición de los citocromos producida por KCN y thuggacin es diferente debido a que cada uno se une a la proteína en una región distinta (distinto sitio de unión). El mecanismo de inhibición de la reducción de todos los citocromos no es aun conocida.

Efectos biológicos de thuggacin

Thuggacin inhibía el crecimiento de algunas bacterias gram-positivas, especialmente de Micrococus luteus y de especies del género Corynebacterium y Mycobacterium. Pero la gran diferencia observada entre estos generos eran los valores de MIC (concentración mínima inhibitoria) representados en la tabla 1. Las actividades de Thuggacins A y B fueron parecidas, pero la de thuggacin C presentó mucha menos actividad. No fueron activas contra levaduras y otros hongos. Se obtuvo un dato curioso: la línea celular de fibroblastos del ratón (células de mamífero) fue algo sensible a la thuggacin A (Tabla 1), por lo que podría tener efectos secundarios sobre células animales.

OTROS RECURSOS UTILIZADOS

• Artículo original:

Herbert Irschik, Hans Reichenbach, Gerhard Höfle, Rolf Jansen.

The Thuggacins, Novel Antibacterial Macrolides from Sorangium cellulosum 

Acting against Selected Grampositive Bacteria.

THE JOURNAL OF ANTIBIOTICS.

 Received: August 16, 2007 / Accepted: November 28, 2007

© Japan Antibiotics Research Association

• Patentes del antibiótico:    

Patente estadounidense:   Rolf Jansen, Brigitte Kunze, Herbert Irschik - US8114864 B2
Patente europea:              Rolf Jansen, Brigitte Kunze, Herbert Irschik - EP2089025 B1

AUTORES DE LA ENTRADA:

• Adrián Guerrero Moreno
• Adrián Hernandez García
• José David Celdrán López
• Abraham Muñiz Chicharro 
• Maria José Verdú Polvorinos

“Effect of fermentation temperature on validamycin A production by Streptomyces hygroscopicus 5008”

Efecto de la temperatura de fermentación en la producción de Validamicina A por Streptomyces hygroscopicus 5008.

Artículo:  “Effect of fermentation temperature on validamycin A production by Streptomyces hygroscopicus 5008”
Publicado en la revista: Journal of Biotechnology número 142 del año 2009 (páginas 271- 274).
Autores: Yueqiao Liao, Zhen-Hua Wei, Linquan Bai, Zixin Deng, Jian- Jiang Zhong.

1.       INTRODUCCIÓN

En el este de Asia, existe una enfermedad en el cultivo de arroz llamado “tizón de la vaina” producido por un hongo. La validamicina A (VAL-A), producida por Streptomyces hygroscopicus es un importante agroantibiótico antifúngico. En este trabajo, el efecto de la temperatura de fermentación en la biosíntesis de VAL-A fue investigada entre 28˚C-42˚C, se concluyó que un rango interesante de temperaturas para esta producción se encuentra entre 35˚C-37˚C. Los tres operones, valABC, valKLMN y valG, para los ocho genes necesarios para la producción de validamicina A, fueron activados cuando la temperatura alcanzaba el umbral. La actividad de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PDH) de la ruta de las pentosas fosfato y ValG de la biosíntesis de Val-A fueron también mejoradas a una alta temperatura de cultivo.

La enfermedad  tizón de la vaina de arroz presenta la sintomatología hacia finales del ciclo del cultivo. Se produce el marchitamiento y secado de hojas quedando adheridas al tallo. Cuando el cultivo ya se encuentra senescente, se hace visible el signo del patógeno, representado por hileras de puntos negros sobre el tallo, que son los cuerpos de fructificación del hongo.

Rhizoctonia solani, el hongo causante de la enfermedad, puede sobrevivir en el suelo durante muchos años en forma de esclerocios. Los esclerocios de Rhizoctonia tienen gruesas capas externas que permiten la supervivencia y funcionan como la estructura de hibernación del patógeno. En algunos casos raros el patógeno también puede tomar la forma de micelio que reside en el suelo. El hongo es atraído a la planta por estímulos químicos liberados por la planta en crecimiento y/o el residuo de descomposición de la planta.

El proceso de penetración en un huésped se puede lograr de diferentes maneras. La entrada puede ocurrir a través de la penetración directa en la cutícula de la planta/epidermis o por medio de aberturas naturales en la planta. Las hifas entrarán en contacto con la planta y se unirán por medio del crecimiento, penetrando en la célula de la planta permitiendo al patógeno obtener los nutrientes.  El patógeno también puede liberar enzimas que descomponen las paredes celulares de la planta, y continúa para colonizar y crecer dentro del tejido muerto. Esta ruptura de las paredes celulares y la colonización del patógeno en el huésped es lo que forma el esclerocio. Un nuevo inóculo se produce en o dentro del tejido huésped, y un nuevo ciclo se repite cuando se dispone de nuevas plantas.

El ciclo de la enfermedad comienza  durante el invierno. El esclerocio/micelio se encuentra en los restos en descomposición de plantas, en el suelo o en plantas huéspedes.  Las hifas jóvenes y basidios en fructificación  emergen y producen micelio y basidiosporas.  La producción de basidiosporas en germinación penetran en el estoma mientras que el micelio se sitúa sobre la superficie de la planta y secreta las enzimas necesarias en la planta con el fin de iniciar la invasión de la planta huésped. Después de invadir con éxito al huésped, se forma necrosis y esclerocios en y alrededor del tejido infectado que entonces conduce a los diversos síntomas asociados con la enfermedad, tales como la pudrición del suelo y del tallo… y el proceso comienza de nuevo.

Validacin es un efectivo fungicida-bactericida de origen natural, cuyo ingrediente activo es la validamicina A, producida por Streptomyces hygroscopicus 5008. Inhibe la trehalasa,  una enzima presente en la mayoría de los seres vivos, pero que es inhibida con mayor efectividad en hongos. Esta inhibición bloquea la reacción que oxida la trehalosa en dos glucosas. Esto  afecta a la digestión y al transporte de glucosa a las puntas de las hifas, deteniendo su crecimiento, por tanto el micelio no puede afectar a la planta. Por un lado, al no producir glucosa se acumula la trehalosa, provocando el hinchamiento de las células por un efecto higroscópico (capacidad de algunas sustancias de absorber o ceder humedad al medio ambiente). Por otro lado, al no producirse glucosa, no se puede producir una sustancia que forma parte de la membrana (fosfatioinositol), con lo que ésta queda afectada y detiene el crecimiento de las puntas de las hifas.

2.       MATERIALES Y MÉTODOS

Muestreo y análisis de fermentación

Las esporas de S. hygroscopicus 5008 fueron almacenadas, activadas y cultivadas para luego ser recogidas en seis duplicados, uno para cada condición de temperatura.

Para determinar la concentración de proteína intracelular, se centrifugó el micelio, se lavó y luego se distribuyó a dos tubos Eppendorf, añadiendo lisozima a uno de los tubos para la lisis de las células. El método estándar de Bradford se utilizó para determinar la proteína liberada por el micelio, utilizando el colorante azul de Coomasie G-250 se puede observar que todas aquellas proteínas existentes en la muestra se tiñen de color azul. Para poder utilizar este método se requiere realizar una curva de calibración o curva estándar, con soluciones de proteínas de concentración conocida, a las cuales se les mide la absorbancia en un espectrofotómetro con una longitud de onda de 595 nm para luego finalmente poder cuantificarlas. Los residuos de azúcar se determinaron por el método colorimétrico fenol-sulfúrico, que gracias a la reacción que produce azúcares simples, fenol y ácido sulfúrico se obtiene como resultado un color amarillo, naranja. La intensidad del color es proporcional a la cantidad de carbohidratos presente por lo que se puede cuantificar los azúcares midiendo la absorbancia. Y finalmente la cantidad de VAL-A producida se midió por HPLC; con esta técnica se consigue separar los componentes de una mezcla ya que se basa en los diferentes tipos de interacciones químicas entre las sustancias a analizar y la columna cromatográfica.

RNA y análisis de RT-PCR cuantitativa

Los niveles de transcripción de los genes valABC, valKLMN y valG fueron determinados por RT-PCR cuantitativa que corresponde a una variante de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) utilizada para amplificar y simultáneamente cuantificar de forma absoluta el producto de la amplificación de ADN. Para ello emplea, del mismo modo que la PCR convencional, un molde de ADN, al menos un par de cebadores específicos, dNTPs, un tampón de reacción adecuado, y una ADN polimerasa termoestable; a dicha mezcla se le adiciona una sustancia marcada con un fluoróforo que, en un termociclador que albergue sensores para medir fluorescencia tras excitar el fluoróforo a la longitud de onda apropiada, permita medir la tasa de generación de uno o más productos específicos.

Se utiliza para ello los Eppendorf Mastercycler Realplex con One Step PrimeScript-RT-PCR Kit. Las reacciones de control fueron fijadas mediante la adición de RNA sin transcripción inversa en lugar de cDNA. Después de pre-desnaturalizar a 95°C durante 5 min, la amplificación se va a producir en dos pasos: 15 s 95°C para desnaturalizar y 30 s a 60°C para el alineamiento y la elongación y todo este proceso durante 40 ciclos.

Determinación de actividades enzimáticas de ValG

La actividad ValG se analizó de la siguiente manera: La mezcla de reacción (100 µl) con 25 mM Tris–HCl (pH 7,6), 10 mM MgCl₂, 20 mM NH₄Cl, UDP-glucosa de 15 mM, 10 mM validoxylamine A y 2µl de la solución de enzima fue incubada durante 3 h a 30°C, 35°C, 37°C y 42°C, respectivamente, en consonancia con su temperatura de fermentación. Posteriormente, se añadieron 100 µl de cloroformo para detener la reacción y la proteína fue retirada. La actividad enzimática se determinó midiendo la cantidad de VAL-A transformada a partir de validoxylamine por HPLC. La concentración de la proteína de la solución de enzima se determinó por el método estándar de Bradford.

3.       RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Como es bien sabido, la síntesis de las proteínas está directamente relacionada con la regulación y expresión de los genes responsables de su producción y la actividad enzimática de las reacciones que la llevan a cabo.

Por ello, el experimento se realizó a tres niveles (cinética de la síntesis proteica, expresión génica y actividad enzimática) relacionados con la producción de validamicina A.

Velocidad de producción

Además de estudiar el efecto de la temperatura sobre la velocidad de acumulación de la validamicina A, también observaron que la temperatura afectaba a otros factores, como la producción de proteínas intracelulares o el pH.

Proteínas intracelulares

Observaron que en la etapa inicial (hasta 16 horas), la velocidad de acumulación de proteínas intracelulares era mayor a altas temperaturas (37⁰C a 42⁰C). Sin embargo, en la etapa intermedia (hasta 48 horas), la velocidad de síntesis era  mayor a temperaturas inferiores (entre 28⁰C y 35⁰C). Finalmente, en la etapa tardía (hasta 120 horas), la producción a altas temperaturas disminuía considerablemente.

Los resultados que obtuvieron se muestran en la siguiente gráfica:

 Validamicina A

Al igual que en las demás proteínas, en la etapa inicial se observó un aumento de la velocidad de producción a temperaturas altas, sin embargo, este aumento era visible también en la etapa intermedia. En la etapa tardía, la velocidad disminuía a altas temperaturas.

Es destacable la diferencia en las velocidades a las temperaturas de 35⁰C y 37⁰C, lo que conllevó a definir que la temperatura umbral para incrementar considerablemente la producción era la de  37⁰C.

Variación del pH

Una temperatura alta durante la etapa inicial también causa efectos sobre el pH, aumentándolo.

Expresión génica

Para estudiar la expresión de los genes relacionados con la síntesis de Val-A (valABC, valKLMN y valG) se disgregaron las células de Streptomyces hygroscopicus y se purificó su ARN con el método del Trizol y eliminando el ADN con la DNasa I. A partir de este ARN se llevó a cabo una RT-PCR cuantitativa a tiempo real para determinar el grado de expresión de los genes nombrados.

Se observó un aumento en el grado de expresión de estos genes al elevar la temperatura de 35⁰C a 37⁰C en las etapas inicial e intermedia, coincidiendo con el aumento en la producción de validamicina A.

Además la elevada expresión de valABC  y valKLMN  en la etapa inicial a 42⁰C concuerda con una mayor producción del agente antifúngico.

Actividad enzimática

Hay que tener en cuenta que la temperatura tiene un papel importante no sólo a nivel transcripcional, sino también a nivel post-transcripcional. Por ello, se estudió la actividad de dos enzimas: la G6PDH, por su importante función en la ruta de las pentosas fosfato, y la valG, por participar en la última etapa de síntesis de la validamicina A.

En cuanto a la G6PDH, en la ruta de las pentosas fosfato produce un precursor para la biosíntesis del antibiótico, la sedoheptulosa 7-fosfato (S7P). Una elevada temperatura en la etapa inicial aumenta la actividad de la G6PDH y, sin embargo, en la etapa siguiente produce una disminución de la misma. En la etapa tardía apenas se detecta actividad.

Por otro lado, un incremento en la temperatura aumenta la actividad de valG en la etapa inicial, pero hay que tener en cuenta que, en la etapa intermedia el aumento sigue, excepto cuando la temperatura alcanza  los 42⁰C.

4.       CONCLUSIÓN

El incremento de temperatura aumenta la actividad de los genes implicados en la síntesis de Val-A, la actividad de G6PDH (y la ruta PP) y de valG. Todo ello conlleva a una mayor producción de validamicina A.

En conclusión, conociendo la ruta de biosíntesis de la validamicina A (o de cualquier otro compuesto) y los factores que la afectan, se pueden modular para incrementar la producción.

Componentes del grupo: Beatriz García Alonso, Adela Bernabeu Zornoza, Carla Navarro Quiles, Magdalena Nikolaeva Koleva y María Poveda Deltell.

Resistencia a los antibióticos

Por Abbas Haway Caballero, Marlys Cabeza Moreno, Raquel Garcerán Olivares, César Sánchez Fernández.
1º Curso Grado en Ciencias Ambientales.

Los antibióticos son sustancias químicas producidas por un ser vivo que impide el crecimiento de cierta clase de microorganismos sensibles. Se utilizan para tratar infecciones causadas por gérmenes y se aplica tanto en la medicina humana como en la animal y en la horticultura.

Tienen una amplia diana de acción, afectan a la replicación del DNA, su transcripción y su posterior traducción a proteínas además de afectar a varios orgánulos de la célula.

La resistencia antibiótica es la capacidad de un microorganismo para resistir los efectos de un antibiótico. La resistencia se produce por mutaciones producidas por azar o por adquisición de nuevos genes.

En cuanto a los mecanismos de resistencia existen varios e incluyen : La degradación del antibiótico, Alteración de la permeabilidad de la membrana plasmática, modificación de la diana ,es decir el receptor, y finalmente las bombas de eflujo que expulsan el antibiótico de la célula.

Una Cepa es simplemente una variante fenotípica de una especie. En cuanto a cepas bacterianas resistentes a los antibióticos, se encuentran las cepas MRSA o las cepas NDM-1.

MRSA o methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Es una cepa de Staphylococcus aureus que es resistente a los antibioticos betalactamicos. Esta cepa, no produce infecciones más graves sino resulta ser resistente a los antibióticos y cuesta curarlo.

NDM-1 o New Delhi metallo-beta-lactamase. Es una cepa bacteriana que es resistente a los Betalactamicos. La causa de la resistencia es la enzima NDM-1, que hace, a las bacterias que la poseen, resistentes a un gran número de antibióticos betalactámicos.

Como último punto se ha de señalar que en los hospitales se encuentran muchas cepas de MRSA y se teme que la información genética de la resistencia transferida entre las cepas pueda formar una superbacteria que sea resistente a todos los antibióticos.

Mycobacterium tuberculosis

Por : Patricia Ros Tárraga, Luz María Agulló Chazarra, Tamara Agulló Clement, Victoria Ferrández García, Cristina Desireé Sánchez Granados
1º Curso Grado Biotecnología.

La tuberculosis es una de las enfermedades más antiguas, destacando en el siglo XIX. Fue Robert Koch quien logró descubrir la bacteria causante de la tuberculosis. Esta bacteria es la Mycobacterium tuberculosis, que se caracteriza por ser un parásito intracelular de animales y humanos. Se encuentra dentro del grupo de las bacterias Gram +, con la diferencia de que posee muchos lípidos en su membrana (micolatos de trehalosa, constituyendo los TDM) y glucolípidos como PIM y LAM. Los TDM están formados por peptidoglicano, arabinogalactano y lipoarabinomanano, que provocan una serie de procesos que desembocan en la interrupción de la cadena respiratoria de las mitocondrias; los LAM provocan la supresión de la proliferación de los linfocitos T; y los PIM interrumpen el tráfico vesicular. En su genoma predomina la concentración de C/G, además de poseer muchos genes implicados en la lipogénesis y en la lipólisis y proteínas ricas en glicina. De esta manera, se relacionó la virulencia de la bacteria con su capacidad para formar lípidos.

Se trata de una enfermedad muy infecciosa que se transmite principalmente por el aire. Será la formación de fagolisosomas y la formación de óxido nítrico los que se encarguen de su eliminación. Suele permanecer en estado de latencia durante un periodo de tiempo. Entre las 2-12 semanas próximas, se dirige hacia la linfa de los ganglios. Una vez allí, los linfocitos T y los macrófagos forman granulomas para evitar que se puedan expandir por el resto de órganos. Puede que los bacilos se alimenten de los lípidos de estas células, escapen y se dirijan principalmente a la parte superior de los pulmones, donde se encuentra el surfactante. Además, puede afectar a otros lugares del organismo, como la base del cerebro, provocando una meningitis. La enfermedad se detecta en primer lugar por unas manchas blancas en radiografías del tórax y, posteriormente, se lleva a cabo la prueba de la tuberculina y un examen del esputo para asegurar la presencia de la bacteria. Por último, actualmente existe el Expert®X MTB/RIF que permite detectar la presencia del bacilo y si son o no resistentes a la rifampicina.

Esta enfermedad posee un tratamiento en el que se suelen administrar varios fármacos (2 o 3) para evitar que la bacteria se haga resistente a un fármaco determinado. Se suministran media hora antes de comer en una sola toma diaria durante unos 6 meses. Algunos de los fármacos que se administran son la isoniacida y la pirazinamida (para poblaciones metabólicamente activas y gérmenes en fase de inhibición ácida). Además, hay que tener especial cuidado con los efectos que pueden producir los fármacos, como toxicidad neurológica y ocular entre otros.

Actualmente tenemos el mayor número de muertos de la historia a causa de la tuberculosis debido a las resistencias a los fármacos. Actualmente existe una vacuna en investigación para su prevención, pero todavía es difícil evitar su transmisión. Para reducir la tasa de morbilidad se han propuesto una serie de estrategias, como suministrar buenas medicinas y promover la investigación.



Bibliografía

• www.infecto.edu.uy/revisiontemas/tema24/introcursotbc.htmles.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_tuberculosis
• www.monografias.com/trabajos5/tuber/tuber.shtml
• books.google.es/books?id=GZ1-JI9AmI8C&pg=PA277&lpg=PA277&dq=...
• http://www.higiene.edu.uy/cefa/Libro2002/Cap%209.pdf
• www.msd.es/publicaciones/mmerck_hogar/seccion_17/seccion_17_...
• www.infodoctor.org/salek/Tuberculosis.pdfwww.intramed.net/contenidover.asp?contenidoID=69200
• www.cfnavarra.es/salud/anales/textos/vol30/sup2/suple8a.html
• www.medicinabuenosaires.com/revistas/vol62-02/3/tuberculos.. ().
• http://www.cepheidinternational.com/tests-and-reagents/ce-ivd-test/xpert-mtbrif/
• http://moncayo.unizar.es/web/eventos.nsf/c9008b09760b0a1fc1256cef00001668/adadb47945985006c12576ee004cbe18?OpenDocume
• http://www.elnuevoempresario.com/noticias_69348_casos-de-tuberculosis-en-el-mundo-el-mayor-de-la-historia.php

Penicilina

Por Pagés Berenguer, Joan, Palazón Miralles, Francisco, Pérez Córdoba, Daniel, Sansano Anaya, Mª Teresa, Segrelles i Bellá, Jordi
1º Curso del grado de Ciencias Ambientales


La penicilina es un antibiótico que encuentra su origen en un hongo denominado Penicillum notatum. Como antibiótico, la penicilina mata bacterias e impide que éstas continúen con su crecimiento, sin embargo, sólo tiene el poder de combatir a aquellos microorganismos patógenos que se encuentran en crecimiento y multiplicación, y no a esos que aún se encuentran en estado latente.

La penicilina y sus benéficas propiedades fueron descubiertas accidentalmente por Alexander Fleming en el año 1928 al darse cuenta de que la presencia de ciertos hongos en sus cultivos de bacterias inhibía su crecimiento. Para poder producir grandes volúmenes del antibiótico fue necesaria la cooperación y aportes de otros grandes bacteriólogos, también británicos, como Ernst Boris Chain y Howard Walter Florey. Todos ellos recibieron en 1945 el Premio Nobel de Medicina.

La estructura química básica de la penicilina consiste en un anillo de tiazolidina unido a un anillo β-lactámico, al que está unido una cadena lateral. Sustituyendo diferentes radicales en la posición R se obtienen diferentes penicilinas.

La penicilina inhibe la síntesis de la pared celular al interrumpir la reacción de transpeptidación necesaria para la biosíntesis del peptidoglicano. De este modo, actúa debilitando la pared bacteriana y favoreciendo la lisis osmótica de la bacteria durante el proceso de multiplicación. En las Gram positivas la pared celular tiene una única membrana (peptidoglicano), por lo tanto es más fácil de atravesar por los antibióticos. Sin embargo, las Gram negativas poseen una membrana externa, otra interna y una capa intermedia de péptidoglicano, más difícil de penetrar.

Es eficaz contra una gama amplia de enfermedades causadas por microorganismos como los pneumococos, los estreptococos, el gonococos, el meningococo, el clostridium de tétano, y la espiroqueta de la sífilis.

Uno de los compuestos más importante relacionado con la penicilina es la cefalosporina. Es una clase de antibiótico β-lactámico que al igual que la penicilina tiene un anillo β-lactámico y un anillo dihidrotiazínico, pero, a diferencia de ésta, deriva del ácido-7-cefalosporánico. Los mecanismos de acción de la cefalosporina son similares a los de la penicilina.

El mal uso de los antibióticos ha creado unas resistencias en los patógenos, que tienen una enorme capacidad de adaptación a circunstancias adversas y han desarrollado mecanismos de defensa ante agentes nocivos para su supervivencia frente a los antibióticos. Por un proceso de selección natural sólo sobreviven los que resisten al antibiótico, de una generación a otra éste deja de ser eficaz. Dependiendo de la patología y de las mutaciones de las bacterias se utilizan variantes de los β-lactámicos adaptándolos a las nuevas generaciones bacterianas.

Conclusión: La penicilina es muy importante para la salud.Millones de personas han salvado sus vidas, al tratarse con penicilina enfermedades para las que antes no existían tratamientos seguros ni curación. Debido a los continuos cambios microbianos, seguirá evolucionando y combatiendo las bacterias. En nuestras manos está el darle un buen uso.

Bibliografía

http://www.ferato.com/wiki/index.php/Penicilinahttp://www.uam.es/departamentos/medicina/farmacologia/especifica/F_General/FG_T62.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Penicilina

Estreptomicina

Por : Aida Escolano, María Isabel Gómez, Rocío González, Alfredo López, Ainhoa Moliner. 1º curso Grado en Biotecnología.

Un antibiótico es un compuesto químico originado por un microorganismo, dicho compuesto es capaz de inhibir el crecimiento y matar a otros microorganismos.

La estreptomicina fue el primer antibiótico descubierto efectivo contra la tuberculosis. Hallado por Albert Schaltz, científico de la Universidad de Rutgers, en octubre de 1943. Dicho antibiótico actúa contra bacterias gram negativas y diversas micobacterias, entre ellas la Mycobacterium tuberculosis, el patógeno de la tuberculosis.

Streptomyces griseus es el microorganismo sintetizador de la estreptomicina, Albert Schaltz, halló dos cepas de esta bacteria las cuales sintetizaban el fármaco. S. griseus forma esporas grises y pigmentos grises y amarillos cuando crece en colonia, se encuentra en el suelo y es distinguible por su característico olor a tierra mojada producido por un metabolito secundario, la geosmina.

La estreptomicina está incluida dentro de los aminoglucósidos, un tipo de antibiótico que actúa a nivel ribosomal inhibiendo la síntesis proteica en la subunidad pequeña del ribosoma (subunidad 30S) de forma que impide que se forme el complejo de iniciación de la síntesis proteica.

Combinado con β-lactámicos (como la penicilina) se produce un efecto sinérgico de esta acción mejorando así el funcionamiento del fármaco. La ausencia de resistencia cruzada entre la penicilina y la estreptomicina permitió la combinación de ambos antibióticos.

La estreptomicina se administra por vía intramuscular o intravenosa variando la dosis entre 0’5 a 1 g diarios. Se administra también en el tratamiento de enfermedades como: tularemia (producida por Francisella tularensis), brucelosis (Fiebre de Malta) por bacterias del género Brucella, endocarditis bacteriana (producida por bacterias gram negativas y positivas), y peste producida por Yersinia pestis.

Existen diferentes mecanismos de resistencia frente a la estreptomicina: Inactivación enzimática en el cual se sintetizan enzimas que catalizan la inactivación; alteración del ingreso, por diversos mecanismos como las bombas de extrusión o el cambio en la conformación de la molécula (por ejemplo, añadir una adenina a la estreptomicina impidiendo así e paso de ésta al interior de la bacteria); alteración del sitio de unión al ribosoma, se produce la mutación de la proteína S12.

La estreptomicina tiene además otros usos habituales, como plaguicida para controlar plagas bacterias en los cultivos agrícolas, como puede ser el caso del fuego bacteriano, enfermedad producida por Erwinia amylovora. En la actualidad existen unos 16 productos plaguicidas con estreptomicina registrados.

La estreptomicina fue uno de los antibióticos más importantes de la época, pues gracias a él se salvaron muchas vidas. A lo largo de los años se han ido conociendo otros usos del fármaco y creando nuevos y mejorados antibióticos para combatir a las bacterias gram negativas y micobacterias que presentaban resistencia a ella.