Todos sabemos la anécdota. En 1928 Alexander Fleming, por entonces médico microbiólogo del St Mary’s Hospital Medical School, se fue de vacaciones y dejó su laboratorio durante 30 días. Muchas de las muestras se echaron a perder, pero una de ellas mostraba una interesante reacción en el moho de un cultivo bacteriano. Había nacido la penicilina (procedente del hongo Penicillium), el primer antibiótico.
Ahora, un equipo de científicos del Imperial College de Londres y la Universidad de Oxford, liderado por Timothy Barraclough, ha secuenciado el genoma de la cepa Penicillium original de Fleming utilizando muestras que se congelaron hace más de cincuenta años.
Los científicos utilizaron el genoma para comparar el moho de Fleming con dos cepas de Penicillium usadas para producir antibióticos en EE. UU. Los resultados, publicados en Scientific Reports, muestran que las cepas de Reino Unido y EE. UU. utilizan métodos ligeramente diferentes para producir penicilina, lo que sugiere nuevas rutas para la producción industrial.
“Originalmente nos propusimos usar el hongo de Alexander Fleming para algunos experimentos diferentes – explica Barraclough en un comunicado –, pero nos dimos cuenta, para nuestra sorpresa, de que nadie había secuenciado el genoma del hongo original, a pesar de su importancia histórica para el campo”.
Los investigadores analizaron en particular dos tipos de genes: los que codifican las enzimas que usa el hongo para producir penicilina y los que regulan las enzimas, por ejemplo, controlando cuántas enzimas se producen.
Tanto en las cepas del Reino Unido como en los Estados Unidos, los genes reguladores tenían el mismo código genético, pero las cepas estadounidenses tenían más copias de los genes reguladores, lo que ayudaba a esas cepas a producir más penicilina.
Sin embargo, los genes que codifican las enzimas productoras de penicilina difieren entre ambas cepas, lo que significa que evolucionaron de forma natural para producir versiones ligeramente diferentes de estas enzimas para adaptarse a los microbios locales.
“Nuestra investigación – concluye el coautor Ayush Pathak – podría ayudar a inspirar soluciones novedosas para combatir la resistencia a los antibióticos. La producción industrial de penicilina se concentró en la cantidad producida, y los pasos utilizados para mejorar artificialmente la producción llevaron a cambios en número de genes. Pero es posible que los métodos industriales hayan pasado por alto algunas soluciones para optimizar el diseño de la penicilina, y podemos aprender de las respuestas naturales a la evolución de la resistencia a los antibióticos”.
