Implicaciones de los sistemas XRE/DUF397 de Streptomyces coelicolor en la producción de antibióticos

Abstract

[ES]La aparición de nuevas enfermedades causadas por bacterias resistentes a los tratamientos con antibióticos constituye un problema de talla mundial que afecta la salud humana, la sanidad de los animales, la ganadería, la agricultura, el comercio y por ende la economía mundial. Esta resistencia a los antibióticos se debe a diferentes factores, pero el uso indiscriminado e inapropiado de estos medicamentos es uno de los factores que más contribuye a la aparición de este fenómeno que causa un gran impacto clínico, epidemiológico y microbiológico. En el plan nacional de España frente a la resistencia a los antibióticos 2019-2021 desarrollado por el ministerio de sanidad, consumo y bienestar social y la agencia española de medicamentos y productos sanitarios (Plan Nacional frente a la Resistencia a los Antibióticos (PRAN) 2019-2021, s. f.) reportaron: que en toda Europa 35.000 personas mueren cada año a causa de las infecciones hospitalarias producidas por bacterias resistentes; y de acuerdo con los datos del registro del Conjunto Mínimo Básico de Datos (CMBD), en España alrededor de 4000 personas mueren al año por la misma causa. Si no se toman medidas de carácter urgente se estima que en 35 años las muertes en Europa por infecciones multirresistentes ascenderán 390000 casos al año y en España a 40000 muertes anuales, además la resistencia desbancará a el cáncer como primera causa de muerte. Frente a esta premisa, existen varias estrategias para abordar esta problemática; vigilancia, control, prevención, investigación, formación y comunicación. En general a nivel de investigación se busca identificar y desarrollar nuevos antibióticos e incrementar el conocimiento sobre el problema de la resistencia. Una de las líneas de estudio en nuestro grupo de investigación se basa en estudiar distintos reguladores generales de la producción de antibióticos entre los que se encuentran los TCSs y los sistemas XRE/DUF397. Los sistemas XRE/DUF397 han sido propuestos por otros autores como sistemas toxina/antitoxina (TA) tipo II. Son sistemas que se encuentran abundantemente en el cromosoma de muchas bacterias y arqueas de vida libre y están implicados en múltiples actividades, como estrés por escases de nutrientes, programación de muerte celular, protección frente a bacteriófagos y resistencia antibióticos. Los sistemas TA tipo II consisten en una proteína toxina estable y una antitoxina inestable que bloquea el efecto de la toxina. Un estudio bioinformático del genoma de S. coelicolor permitió proponer que esta bacteria poseía 22 sistemas TA del tipo II. De ellos, 15 sistemas eran del tipo XRE/DUF397 (http://bioinfo-mml.sjtu.edu.cn/TADB2/) (Xie et al., 2018). En el laboratorio se demostró que uno de esos sistemas compuesto por las proteína codificadas por SCO4441/42 (Scr1/Scr2) no se comporta como un sistema TA, si no que funciona como un fuerte regulador positivo en la producción de antibióticos, tanto en S. coelicolor como en otras especies de Streptomyces (Santamaría et al., 2018). Por tal razón nos preguntamos ¿cuántos, de esos 14 sistemas XRE/DUF397, también podían ser reguladores en la producción de antibióticos? y se plantearon los siguientes objetivos.