Redacción
Alexander Fleming descubrió el primer antibiótico, la penicilina, en 1928 mientras trabajaba en la Escuela Médica del Hospital St Mary, que ahora forma parte del Imperial College de Londres. El antibiótico fue producido por un hongo del género Penicillium que accidentalmente comenzó a crecer en una caja de Petri.
El hallazgo marcó el inicio de una nueva era en la historia de la medicina que permitió salvar muchas vidas.
Ahora, unos investigadores del Imperial College de Londres y la Universidad de Oxford, ambas instituciones en el Reino Unido, así como la organización internacional CABI, han secuenciado el genoma de la cepa original de Penicillium de Fleming utilizando muestras que fueron congeladas vivas hace más de medio siglo.
El equipo, que incluye, entre otros, a Ayush Pathak del Imperial College de Londres y a Timothy Barraclough de la Universidad de Oxford, también ha utilizado el genoma ahora disponible para comparar la cepa de Penicillium original de Fleming con dos cepas de Penicillium de Estados Unidos que se utilizan para producir el antibiótico a escala industrial. Los resultados revelan que las cepas de Estados Unidos y el Reino Unido utilizan métodos ligeramente diferentes para producir penicilina.
“Originalmente nos propusimos utilizar el hongo de Alexander Fleming para otros experimentos, pero nos dimos cuenta, para nuestra sorpresa, que nadie había secuenciado el genoma de este Penicillium original, a pesar de su importancia histórica para el campo”, confiesa Barraclough.
Aunque el hongo de Fleming es famoso como la fuente original de penicilina, la producción industrial pasó rápidamente a utilizar el hongo de melones enmohecidos de Estados Unidos. Desde estos comienzos naturales, las muestras de Penicillium fueron seleccionadas artificialmente para promover las cepas que producen mayores cantidades de penicilina.
El equipo volvió a cultivar el Penicillium original de Fleming a partir de una muestra congelada guardada en la colección de cultivos de la CABI y extrajo el ADN para su secuenciación. El genoma resultante se comparó con los genomas previamente publicados de dos cepas industriales de Penicillium utilizadas posteriormente en Estados Unidos.
Muestra del primer antibiótico de la historia, la penicilina de Alexander Fleming. (Foto: CABI)
El equipo de Pathak y Barraclough ha comprobado que hay diferencias entre las cepas aisladas en el Reino Unido y Estados Unidos. Todo apunta a que el Penicillium silvestre en el Reino Unido y en Estados Unidos evolucionó de manera natural para producir versiones ligeramente diferentes de ciertas enzimas.
Hongos como el Penicillium producen antibióticos para combatir a los microbios que los acechan, y están en una constante carrera armamentista a medida que los microbios evolucionan para evadir estas defensas. Es probable que las cepas del Reino Unido y de Estados Unidos hayan evolucionado de manera diferente para adaptarse a sus microbios locales.
La evolución microbiana es un gran problema hoy en día, ya que muchos microbios se están volviendo resistentes a los antibióticos conocidos por la ciencia médica.
“Nuestra investigación podría ayudar a inspirar soluciones novedosas para combatir la resistencia a los antibióticos”, explica Pathak. “La producción industrial de penicilina se concentró en la cantidad producida, y los pasos utilizados para mejorar artificialmente la producción condujeron a cambios genéticos. Es posible que los métodos industriales hayan pasado por alto algunas soluciones para optimizar el diseño de la penicilina, y que podamos aprender de las respuestas naturales a la evolución de la resistencia a los antibióticos”.
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