Estudio de bioactividad antibiótica y anticancerígena de una cepa de Streptomyces sp. del Salar de Tara y mejora de su producción

Abstract

El presente trabajo se enmarca en la búsqueda de nuevos compuestos antibióticos y anticancerígenos provenientes de organismos de ambientes extremos, como el Salar de Tara en el Desierto de Atacama en Chile. En particular, se trabaja con la cepa Streptomyces sp. ST2-7A para identificar su bioactividad y posterior mejora en su producción a través de variaciones en el diseño del medio de cultivo y las condiciones de incubación.

Primero se mejoraron las condiciones de cultivo enfocado en el crecimiento, explorando su capacidad de crecer en condiciones alcalinas por parentesco filogenético con la especie S. alkaliphilus. A través de distintos cultivos se logró verificar una mejora del crecimiento al pasar de pH 7 y 30°C a pH 10 y 33°C. Además, se secuenció el genoma completo del microorganismo para futuras investigaciones.

Posteriormente, para extraer los metabolitos secundarios que esta produce se utilizó la metodología Kupchan, la cual fue estandarizada con 4 solventes orgánicos. Luego, estos solventes absorben los metabolitos afines y se evaporan en un rotoevaporador.

Al momento de realizar los bioensayos antibióticos se usó el método de halos de inhibición a través de alícuotas. Los parámetros probados fueron modificar la salinidad, pH, velocidad de agitación y temperatura de las condiciones de incubación. Se logra identificar un set de parámetros, que mejoró la actividad antibiótica de un 54% a un 60% contra B. subtilis, siendo estos 35°C, pH9 y 15% g/L de NaCl. Después, se aplicó la metodología a otra cepa de interés del Salar de Tara (ST1-5A), lo que permitió mejorar las técnicas de utilizadas. Además, al estudiar investigaciones similares se encuentran patrones similares con los resultados obtenidos, en especial al variar la temperatura y pH.

Luego, se realizaron los bioensayos de actividad anticancerígena, para esto se utilizó de prueba la línea cancerígena UCHT-1 de tiroides de ratón, la cual se trabajó sin el uso de antibióticos y antifúngicos para evitar efectos cruzados. Además, se exploraron dos metodologías de detección de viabilidad celular, los métodos MTT y Live/Dead, donde se escogió la segunda por mayor precisión. En primer lugar, se detectó una actividad citotóxica de los metabolitos contra la línea celular, luego se probó variar las condiciones de temperatura, pH y salinidad. En esta oportunidad se observó una mejora, donde al integrar los parámetros que mostraron una leve mejoría, que fueron pH 9, 35°C y 10% de NaCl g/L, se aumentó ligeramente la citotoxicidad de un 55% a un 56%; lo cual no fue una mejora significativa como al optimizar la actividad antibiótica.

Finalmente, queda propuesta la exploración de un escalamiento en un biorreactor de la cepa de interés, permitiendo controlar mejor los parámetros del cultivo. Además, la posible identificación fisicoquímica de los compuestos bioactivos permitiría orientar una optimización más precisa del cultivo, como un estudio desde la ingeniería metabólica y genómica, permitiendo un escalamiento en la producción.