Helena Groot de Restrepo

La piel de los anuros está encargada de la primera línea de defensa contra microorganismos patógenos. Se ha planteado que esto es posible mediante la secreción de cócteles de sustancias bioquímicas en la piel que tienen actividad antimicrobiana. El repertorio de sustancias secretadas puede variar mucho entre especies hermanas de ranas, inclusive, entre individuos de una misma especie. Sin embargo, es poca la información sobre si esta actividad antimicrobiana tiene alguna relación propiamente con el medio ambiente en el que se desarrolla cada especie de rana. Este proyecto se propone desarrollar dos preguntas de investigación. La primera, sobre microbiología, radica en la identificación y evaluación de actividad antimicrobiana de las secreciones de piel de varias especies de ranas. La segunda pregunta, sobre biología, radica en identificar si existe una relación entre esta actividad antimicrobiana con las variables bioclimáticas del lugar de origen de las ranas. Adicionalmente, serán realizados dos análisis: el primero a nivel interespecífico para identificar la relación de su correspondiente actividad antimicrobiana con el ambiente en que se desarrolla cada especie de rana. El segundo análisis, a nivel intraespecífico, será realizado con varios individuos de Hypsiboas crepitans. En donde se propone identificar la posible relación entre la variación de la actividad antimicrobiana entre poblaciones de una misma especie con el ambiente en que se desarrolla cada población.

El rápido incremento de la resistencia de las bacterias a todas las clases de antibióticos disponibles es uno de los mayores problemas de salud pública a nivel mundial. En este sentido la búsqueda de nuevos compuestos antimicrobianos se ha intensificado especialmente la dirigida a encontrar moléculas de la naturaleza. La piel de los anfibios pueden generar grandes cantidades de péptidos antimicrobianos (PAM) de diferentes tamaños, estructuras y cargas que actúan en sinergia y a su vez regulan la microbiota de su piel. Descubrimientos recientes indican que los PAM producidos por la piel de las ranas y los metabolitos producidos por su microbiota son importantes para el desarrollo normal del animal. Los PAM de piel de rana presentan entre 11-46 aminoácidos de longitud, tienen carga catiónica, contienen una proporción significativa de residuos hidrofóbicos y son propensos  formar estructura de alfa hélice. El principal mecanismo de acción de estos péptidos es el rompimiento de la membrana bacteriana, pero también pueden atacar blancos intracelulares. Por otro lado, existen reportes que las comunidades bacterianas producen PAM, llamados bacteriocinas, y su producción ocurre en todos los grupos de Eubacterias y Arqueobacterias. Por ejemplo, en Escherichia coli se han reportado colicins y bacteriocins en el 50% de las cepas aisladas de hospederos humanos. Además para Pseudomonas aeruginosa se ha encontrado que el 90% de las cepas aisladas producen bacteriocinas. Teniendo en cuenta estos datos, es lógico pensar que las bacteriocinas tengan una función en comunidades microbianas como es el caso de la microbiota de la piel de ranas. Nuestra hipótesis es que tanto los PAMs producidos por la piel de las ranas como los producidos por las bacterias de  su microbiota actúan en sinergia para evitar la invasión de otras de cepas bacterianas patógenas. Por las razones anteriormente expuestas, nuestro grupo de investigación está interesado en investigar los PAMs producidos por la interacción de la piel de las ranas con su microbiota natural. Creemos que estas mezclas naturales tienen un potencial antimicrobiano contra infecciones que involucran la salud humana. Para cumplir con el objetivo planteado para este trabajo, modificaremos la técnica de cultivo de micro-órganos de piel de ranas (SMOs) in vitro. Utilizaremos dos protocolos de SMOs, el primero incluirá un coctel de antibióticos para eliminar la microbiota de la piel de las ranas y obtener en el medio solo las moléculas secretadas por la rana. El segundo será realizado sin antibióticos para obtener todas las moléculas producidas tanto por la piel de las ranas como su microbiota. Finalmente, se identificarán péptidos antimicrobianos  obtenidos en cultivos, los cuales serán probados contra bacterias patógenas para los humanos.

La piel de los anuros está encargada de la primera línea de defensa contra microorganismos patógenos. Se ha planteado que esto es posible mediante la secreción de cócteles de sustancias bioquímicas en la piel que tienen actividad antimicrobiana. El repertorio de sustancias secretadas puede variar mucho entre especies hermanas de ranas, inclusive, entre individuos de una misma especie. Sin embargo, es poca la información sobre si esta actividad antimicrobiana tiene alguna relación propiamente con el medio ambiente en el que se desarrolla cada especie de rana. Este proyecto se propone desarrollar dos preguntas de investigación. La primera, sobre microbiología, radica en la identificación y evaluación de actividad antimicrobiana de las secreciones de piel de varias especies de ranas. La segunda pregunta, sobre biología, radica en identificar si existe una relación entre esta actividad antimicrobiana con las variables bioclimáticas del lugar de origen de las ranas. Adicionalmente, serán realizados dos análisis: el primero a nivel interespecífico para identificar la relación de su correspondiente actividad antimicrobiana con el ambiente en que se desarrolla cada especie de rana. El segundo análisis, a nivel intraespecífico, será realizado con varios individuos de Hypsiboas crepitans. En donde se propone identificar la posible relación entre la variación de la actividad antimicrobiana entre poblaciones de una misma especie con el ambiente en que se desarrolla cada población.

El rápido incremento de la resistencia de las bacterias a todas las clases de antibióticos disponibles es uno de los mayores problemas de salud pública a nivel mundial. En este sentido la búsqueda de nuevos compuestos antimicrobianos se ha intensificado especialmente la dirigida a encontrar moléculas de la naturaleza. La piel de los anfibios pueden generar grandes cantidades de péptidos antimicrobianos (PAM) de diferentes tamaños, estructuras y cargas que actúan en sinergia y a su vez regulan la microbiota de su piel. Descubrimientos recientes indican que los PAM producidos por la piel de las ranas y los metabolitos producidos por su microbiota son importantes para el desarrollo normal del animal. Los PAM de piel de rana presentan entre 11-46 aminoácidos de longitud, tienen carga catiónica, contienen una proporción significativa de residuos hidrofóbicos y son propensos  formar estructura de alfa hélice. El principal mecanismo de acción de estos péptidos es el rompimiento de la membrana bacteriana, pero también pueden atacar blancos intracelulares. Por otro lado, existen reportes que las comunidades bacterianas producen PAM, llamados bacteriocinas, y su producción ocurre en todos los grupos de Eubacterias y Arqueobacterias. Por ejemplo, en Escherichia coli se han reportado colicins y bacteriocins en el 50% de las cepas aisladas de hospederos humanos. Además para Pseudomonas aeruginosa se ha encontrado que el 90% de las cepas aisladas producen bacteriocinas. Teniendo en cuenta estos datos, es lógico pensar que las bacteriocinas tengan una función en comunidades microbianas como es el caso de la microbiota de la piel de ranas. Nuestra hipótesis es que tanto los PAMs producidos por la piel de las ranas como los producidos por las bacterias de  su microbiota actúan en sinergia para evitar la invasión de otras de cepas bacterianas patógenas. Por las razones anteriormente expuestas, nuestro grupo de investigación está interesado en investigar los PAMs producidos por la interacción de la piel de las ranas con su microbiota natural. Creemos que estas mezclas naturales tienen un potencial antimicrobiano contra infecciones que involucran la salud humana. Para cumplir con el objetivo planteado para este trabajo, modificaremos la técnica de cultivo de micro-órganos de piel de ranas (SMOs) in vitro. Utilizaremos dos protocolos de SMOs, el primero incluirá un coctel de antibióticos para eliminar la microbiota de la piel de las ranas y obtener en el medio solo las moléculas secretadas por la rana. El segundo será realizado sin antibióticos para obtener todas las moléculas producidas tanto por la piel de las ranas como su microbiota. Finalmente, se identificarán péptidos antimicrobianos  obtenidos en cultivos, los cuales serán probados contra bacterias patógenas para los humanos.

El rápido incremento de la resistencia de las bacterias a todas las clases de antibióticos disponibles es uno de los mayores problemas de salud pública a nivel mundial. En este sentido la búsqueda de nuevos compuestos antimicrobianos se ha intensificado especialmente la dirigida a encontrar moléculas de la naturaleza. La piel de los anfibios pueden generar grandes cantidades de péptidos antimicrobianos (PAM) de diferentes tamaños, estructuras y cargas que actúan en sinergia y a su vez regulando la microbiota de su piel. Descubrimientos recientes indican que los PAM producidos por la piel de las ranas y los metabolitos producidos por su microbiota son importantes para el desarrollo normal del animal. Los PAM de piel de rana presentan entre 11-46 aminoácidos de longitud, tienen carga catiónica, contienen una proporción significativa de residuos hidrofóbicos y son propensos  formar estructura de alfa hélice. El principal mecanismo de acción de estos péptidos es el rompimiento de la membrana bacteriana, pero también pueden atacar blancos intracelulares. Por otro lado, existen reportes que las comunidades bacterianas producen PAM, llamados bacteriocinas, y su producción ocurre en todos los grupos de Eubacterias y Arqueobacterias. Por ejemplo, en Escherichia coli se han reportado colicinas y bacteriocinas en el 50% de las cepas aisladas de hospederos humanos. Además para Pseudomonas aeruginosa se ha encontrado que el 90% de las cepas aisladas producen bacteriocinas. Teniendo en cuenta estos datos, es lógico pensar que las bacteriocinas tengan una función en comunidades microbianas como es el caso de la microbiota de la piel de ranas. Nuestra hipótesis es que tanto los PAMs producidos por la piel de las ranas como los producidos por las bacterias de  su microbiota actúan en sinergia para evitar la invasión de otras de cepas bacterianas patógenas. Por las razones anteriormente expuestas, nuestro grupo de investigación está interesado en investigar los PAMs producidos por la interacción de la piel de las ranas con su microbiota natural. Creemos que estas mezclas naturales tienen un potencial antimicrobiano contra infecciones que involucran la salud humana. Para cumplir con el objetivo planteado para este trabajo, modificaremos la técnica de cultivo de micro-órganos de piel de ranas (SMOs) in vitro. Utilizaremos dos protocolos de SMOs, el primero incluirá un coctel de antibióticos para eliminar la microbiota de la piel de las ranas y obtener en el medio solo las moléculas secretadas por la rana. El segundo será realizado sin antibióticos para obtener todas las moléculas producidas tanto por la piel de las ranas como su microbiota. Finalmente, se identificarán péptidos antimicrobianos  obtenidos en cultivos, los cuales serán probados contra bacterias patógenas para los humanos.

La piel de los anuros está encargada de la primera línea de defensa contra microorganismos patógenos. Se ha planteado que esto es posible mediante la secreción de cócteles de sustancias bioquímicas en la piel que tienen actividad antimicrobiana. El repertorio de sustancias secretadas puede variar mucho entre especies hermanas de ranas, inclusive, entre individuos de una misma especie. Sin embargo, es poca la información sobre si esta actividad antimicrobiana tiene alguna relación propiamente con el medio ambiente en el que se desarrolla cada especie de rana. Este proyecto se propone desarrollar dos preguntas de investigación. La primera, sobre microbiología, radica en la identificación y evaluación de actividad antimicrobiana de las secreciones de piel de varias especies de ranas. La segunda pregunta, sobre biología, radica en identificar si existe una relación entre esta actividad antimicrobiana con las variables bioclimáticas del lugar de origen de las ranas. Adicionalmente, serán realizados dos análisis: el primero a nivel interespecífico para identificar la relación de su correspondiente actividad antimicrobiana con el ambiente en que se desarrolla cada especie de rana. El segundo análisis, a nivel intraespecífico, será realizado con varios individuos de Hypsiboas crepitans. En donde se propone identificar la posible relación entre la variación de la actividad antimicrobiana entre poblaciones de una misma especie con el ambiente en que se desarrolla cada población.