“La medicina requiere nuevos antibióticos, pues, por un lado, cada vez hay más bacterias resistentes, mientras que, por otro lado, cada vez se descubren menos antibióticos porque las fuentes tradicionales parecen haber sido agotadas” , dijo Adrián Pinto, especialista en microbiología ambiental del Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas de la Universidad de Costa Rica.
Fuente: https://www.dw.com/es/los-antibióticos-pueden-ser-la-salvación-de-las-abejas-sin-aguijón/a-57600333
La constante evolución de las infecciones y la resistencia microbiana plantean un reto apremiante para la humanidad. En este contexto, un equipo multidisciplinario proveniente de la UNA, la UCR, el CeNAT, con colaboradores de la Universidad de Wisconsin, ha dirigido su mirada hacia un aliado inusual pero prometedor: las abejas sin aguijón de Costa Rica, científicamente conocidas como Meliponinos. Estas diminutas pero poderosas abejas podrían albergar secretos capaces de revolucionar la terapia antimicrobiana y mejorar la salud en diversas áreas.
En un mundo donde las infecciones evolucionan constantemente y la resistencia a los antibióticos es una amenaza latente, buscar nuevas soluciones se vuelve crucial. Recientes investigaciones han reportado que los Meliponinos pueden ofrecer un arsenal natural contra las infecciones.
Se ha descubierto actividad antimicrobiana, propiedades antibiofilm, capacidad antioxidante y efectos inmunomoduladores en productos provenientes de estas abejas costarricenses. Este hallazgo convierte a las Meliponinos en un objeto de estudio de gran interés, con el potencial de innovar en el tratamiento de infecciones, quemaduras y heridas.
¿Qué son Meliponinos?
Los Meliponinos son un grupo de abejas que pertenecen a la tribu de las Meliponini, dentro de la familia Apidae. Los Meliponinos son conocidos popularmente como “abejas sin aguijón” debido a que carecen del aguijón defensivo que caracteriza a otras especies de abejas. Son nativos de regiones tropicales y subtropicales de todo el mundo y tienen un papel crucial en la polinización de plantas y en la producción de miel en sus hábitats naturales.
¿Qué son propiedades antibiofilm?
Las propiedades antibiofilm se refieren a la capacidad de ciertas sustancias o agentes para prevenir la formación o eliminar las estructuras de biopelículas, que son comunidades microbianas adheridas a superficies y protegidas por una matriz. Estas biopelículas se encuentran en diversos entornos como dispositivos médicos, tuberías y más. Son estrategias de supervivencia bacteriana que resisten tratamientos antimicrobianos y el sistema inmunológico. Las propiedades antibiofilm buscan evitar la formación de biopelículas o eliminar las existentes, previniendo infecciones y mejorando la eficacia de los tratamientos antimicrobianos. Esto es relevante en la investigación médica y para combatir infecciones resistentes a los antibióticos.
Un Enfoque Integral en la Búsqueda de Soluciones
Un equipo multidisciplinario e interinstitucional compuesto por expertos de la UNA, la UCR, el CeNAT y la Universidad de Wisconsin se unió en esta búsqueda de nuevos antimicrobianos. Cuya meta principal se centró en desentrañar la secuencia de los factores de destrucción de biofilm (TABDFs) presentes en la miel de Tetragonisca angustula, una especie de abeja sin aguijón. Para lograrlo, se emplearon sofisticadas técnicas como cromatografías de exclusión por peso molecular y cromatografías de intercambio iónico para aislar y purificar los TABDFs. Además, se emprendió la secuenciación del genoma de Tetragonisca angustula, con el fin de revelar la secuencia de los TABDFs, que podrían esconder la clave para futuros tratamientos antimicrobianos.
El Rol Crucial de la Microbiota de las Abejas
El trabajo también se enfocó en los microorganismos simbiontes de las abejas, explorando su potencial en la producción de antimicrobianos útiles en contextos clínicos. Para ello, se analizó minuciosamente la composición de la comunidad microbiana en colmenas de diferentes especies de Meliponinos, como Tetragonisca angustula, Melipona beecheii y Scaptotrigona pectoralis.
Se emplearon técnicas de secuenciación metagenómica para desentrañar el código genético de estos microorganismos. Además, se llevaron a cabo esfuerzos para cultivar actinomicetes y posibles simbiontes, buscando aquellos que puedan ser fuente de valiosos compuestos antimicrobianos.
Objetivos de la Investigación
El proyecto, que comenzó en 2019 y finalizó en 2021, se trazó metas ambiciosas para desentrañar el potencial antimicrobiano oculto en las abejas Meliponinos. Los objetivos incluyeron:
- Determinar la actividad antimicrobiana, anti-biofilm y la capacidad antioxidante de las muestras de miel y propóleos provenientes de colmenas de abejas sin aguijón utilizadas en la meliponicultura.
- Aislar y purificar los componentes bioactivos antibiofilm presentes en las mieles de Meliponinos, a través de procesos guiados por su actividad.
- Secuenciar, ensamblar y anotar el genoma de Tetragonisca angustula, centrando la atención en la búsqueda de sustancias antimicrobianas.
- Analizar la microbiota presente en los distintos componentes de las colmenas de las abejas sin aguijón utilizadas en la meliponicultura nacional.
- Realizar análisis metagenómicos y buscar sustancias antimicrobianas en los Genomas Ensamblados de Metagenoma (MAGs) a partir de los componentes seleccionados de las colmenas estudiadas.
- Cultivar microorganismos seleccionados y evaluar su actividad antimicrobiana.
Resultados Principales
Los esfuerzos del equipo rindieron frutos en varias áreas cruciales:
- Caracterización de las Proteínas Antibiofilm (TABDFs): Se logró aislar y purificar los TABDFs presentes en la miel de Tetragonisca angustula, revelando compuestos con potencial antimicrobiano y antibiofilm.
- Secuencia del Genoma de T. angustula: El genoma de esta especie de abeja sin aguijón fue secuenciado y analizado, identificando genes relacionados con la producción de sustancias antimicrobianas.
- Análisis Metagenómico en Meliponinos: El análisis de la comunidad microbiana en las colmenas de varias especies de Meliponinos proporcionó información sobre posibles microorganismos colaboradores en la producción de sustancias antimicrobianas.
Estos hallazgos subrayan el asombroso potencial de la microbiota presente en las abejas Meliponinos como fuente de antimicrobianos con relevancia clínica. Sin embargo, se reconoce la necesidad de continuar investigando para entender mejor la naturaleza química de estos compuestos, purificarlos, evaluar su actividad y toxicidad, y finalmente seleccionar aquellos con mayor potencial biomédico.
Debido a la importancia que ha tenido esta investigación, ha aparecido en numerosas producciones
- Se realizaron 2 reportajes sobre las investigaciones en meliponinos, ambos realizados por la periodista Patricia Blanco Picado, de la Oficina de Divulgación e Información de la Universidad de Costa Rica:
- Se realizaron 2 reportajes sobre las investigaciones en meliponinos, ambos realizados por la periodista Patricia Blanco Picado, de la Oficina de Divulgación e Información de la Universidad de Costa Rica:
- También estuvo presente en el programa “En la Academia” de Radio Universidad, donde se entrevista a los doctores Pinto y Zamora.
- Se realizó un reportaje sobre la investigación para la Agencia de Noticias EFE. Así como un video para esta.
- La investigación también tiene presencia en un reportaje la Agencia de Noticias Deutsche Welle de Alemania, realizado por la periodista Judith Alonso.
- Por último, se asiste al programa ConCiencia de Canal 15 UCR, donde se entrevista a los doctores Pinto y Zamora.
Beneficios para la Sociedad
- Sector Universitario: Los académicos y estudiantes se benefician al contribuir al avance científico y a la comprensión de las terapias antimicrobianas.
- Sector Productivo: La meliponicultura costarricense, representada por pequeñas y medianas empresas, encuentra un valor agregado a través del conocimiento generado por esta investigación.
La colaboración interinstitucional ha sido crucial en este proyecto, no solo en el enriquecimiento del conocimiento científico, sino también en el impacto directo en la meliponicultura costarricense. Esta investigación abre un emocionante capítulo en la búsqueda de nuevas terapias antimicrobianas. Las abejas Meliponinos, con su miel, su genoma y su microbiota, podrían ser un recurso valioso en la lucha contra infecciones y la mejora de la salud humana.
Contacto
Luis Gabriel Zamora Fallas
luis.zamora.fallas@una.cr
Participantes
| Luis Gabriel Zamora Fallas | UNA | Centro de Investigaciones Apícolas Tropicales (CINAT) |
| Natalia Fallas Matamoros | UNA | Centro de Investigaciones Apícolas Tropicales (CINAT) |
| Ingrid Aguilar Monge | UNA | Centro de Investigaciones Apícolas Tropicales (CINAT) |
| Eduardo Herrera González | UNA | Centro de Investigaciones Apícolas Tropicales (CINAT) |
| Mario Gallardo Flores | UNA | Centro de Investigaciones Apícolas Tropicales (CINAT) |
| Adrián Pinto Tomás | UCR | Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas (CIEMIC) |
| Catalina Murillo Cruz | UCR | Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas (CIEMIC) |
| Luis Alonso Porras Reyes | UCR | Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas (CIEMIC) |
| Bruno Lomonte Vigliotti | UCR | Instituto Clodomiro Picado (ICP) |
| Maripaz Montero Vargas | CeNAT CONARE | Colaboratorio Nacional de Computación Avanzada (CNCA) |
Personas estudiantes asistentes
- Marco Ruíz Campos
- Bradd Mendoza Guido
- Cristofer Montoya Salazar
- Fabiola Camacho Soto
- Fiorella Víquez Umaña
- Daniel Granados Campos
- Gianni Mena Calderón
- María José Céspedes Marín
- Crista Montiel Alvarado
- Silvia Rodríguez Abarca
- Stephanie Gómez Zamora
- Kuan-Tzu Liu Lee
- Estefani Villalobos Álvarez
- Natalia Isabel Carvajal Johnson
- Keilor Morales Alfaro