Una nueva herramienta potencial en la batalla contra una bacteria asesina de abejas

Una nueva herramienta potencial en la batalla contra una bacteria asesina de abejas

Marina Su谩rez 27 de octubre de 2017

La loque americana es una enfermedad bacteriana que afecta a las colonias de abejas de la miel (Apis mellifera). La bacteria Paenibacillus larva germina en el intestino de una larva de abeja de la miel; las larvas muertas a menudo se descomponen en una sustancia marr贸n y pegajosa. Nuevas investigaciones sugieren que ciertos an谩logos de una mol茅cula llamada indol pueden ser 煤tiles para bloquear la germinaci贸n de la bacteria. (Fotograf铆a: Wikimedia Commons/Tanarus, CC BY-SA 3.0)

Por Marina Su谩rez

Es la pesadilla de un apicultor: levanta la tapa de su colmena cuidadosamente cuidada y es recibida con un olorcillo a carne podrida. Una inspecci贸n m谩s profunda encuentra que las abejas j贸venes de la colonia, que deber铆an ser larvas regordetas y de color blanco nacarado, se han fundido en un charco de sustancia viscosa marr贸n en el fondo de sus celdas. Esta colonia est谩 infectada con la enfermedad de la loque americana, muy probablemente una sentencia de muerte.

Si tiene mucha suerte, puede ser capaz de salvar la colonia con un curso de antibi贸ticos, pero las drogas no siempre funcionan, y la enfermedad es altamente contagiosa. Para salvar a las colonias cercanas de la infecci贸n, el apicultor puede tener que quemar toda la colmena, las abejas y todo.

La enfermedad de la loque americana, o AFB, es causada por la bacteria Paenibacillus larvae, un pat贸geno dif铆cil de controlar y altamente destructivo que se encuentra en todo el mundo. En un estudio publicado la semana pasada en el Journal of Insect Science de libre acceso, el Dr. Israel Alvarado, Ph.D., y sus colegas de la Universidad de Nevada, Las Vegas (UNLV), exploran si el bloqueo de la germinaci贸n de las P. larvas esporas es una forma efectiva de tratar esta infecci贸n.

Una de las razones principales por las que P. larvas es tan dif铆cil de controlar es la capacidad de la bacteria de quedarse inactiva y formar una espora desarrollando una pared celular m谩s gruesa y protectora que le permite soportar condiciones ambientales extremas. Las esporas P. larva pueden permanecer en estado de latencia hasta 70 a帽os antes de "germinar", o volverse activas e infecciosas de nuevo. Las esporas son resistentes a las altas temperaturas, a las condiciones secas, a muchos qu铆micos agresivos y al tratamiento con antibi贸ticos. S贸lo germinan cuando se encuentran en el intestino de una larva de abeja (Apis mellifera). Al germinar, P. larva comienza a reproducirse y mata a la larva en unos pocos d铆as.

A menudo, la 煤nica manera de prevenir la propagaci贸n de la enfermedad de la loque americana de las colonias de abejas de la miel infectadas a otras es quemar las colmenas infectadas. (Cr茅dito de la foto: Wikimedia Commons/Jrmgkia, CC BY-SA 3.0)

驴Pero qu茅 pasar铆a si pudieras evitar que las P. larvas esporas germinen? Si pudieras identificar el evento o factor que desencadena la germinaci贸n y lo bloqueas, podr铆as prevenir la infecci贸n. Alvarado y otros investigadores en el laboratorio del Dr. Ernesto Abel-Santos, hab铆an usado este enfoque para prevenir la germinaci贸n de otras bacterias incluyendo Clostridium difficile, que causa una debilitante y dif铆cil de controlar infecci贸n gastrointestinal en los humanos.

Abel-Santos tuvo la idea de probar este enfoque en P. larva durante un ataque de insomnio. "Estaba viendo la televisi贸n a las 3 a.m. cuando me encontr茅 con un documental sobre los problemas de las abejas. Una de las cosas m谩s dram谩ticas que mostraron fue la quema de colonias contaminadas con AFB. Al d铆a siguiente, llam茅 a la profesora Michelle Elekonich, experta en abejas de la UNLV, y empec茅 a lanzar ideas."

Investigaciones anteriores sobre esporas bacterianas hab铆an demostrado que la germinaci贸n se desencadena cuando mol茅culas espec铆ficas, llamadas "agonistas", se unen a una mol茅cula receptora especial en la membrana celular que rodea la espora. El agonista act煤a como una llave que se desliza en una cerradura, haciendo que la cerradura gire, y permitiendo que la puerta se abra, o en este caso permitiendo que la espora germine. Una forma de evitar esto es utilizar un "antagonista", una mol茅cula que se une al receptor pero que no desencadena la germinaci贸n. Un antagonista es como la llave equivocada para la cerradura. Puede ser capaz de insertarlo en el ojo de la cerradura, pero no gira la cerradura. Entonces, se atasca en la cerradura para que no puedas sacarla y usar la llave correcta, o agonista. Ahora no puedes abrir la puerta o, en este caso, germinar.

Investigaci贸n en el laboratorio de Abel-Santos mostr贸 que las mol茅culas indol y fenol act煤an como antagonistas d茅biles para el receptor de germinaci贸n de P. larva. En la investigaci贸n reportada en Journal of Insect Science, los investigadores probaron una variedad de an谩logos del indol y del fenol (mol茅culas muy similares, pero no id茅nticas, en estructura al indol y al fenol) con la esperanza de encontrar un antagonista m谩s fuerte. Luego pasaron a determinar la cantidad 贸ptima de an谩logo necesaria para prevenir la germinaci贸n de P. larvae, evaluar si el an谩logo podr铆a inhibir la reproducci贸n de P. larvae que ya hab铆a germinado, y si el an谩logo ser铆a efectivo en una larva de abeja criada en el laboratorio.

Sus pruebas determinaron que el 5-cloroindol era un antagonista efectivo. Este compuesto no era t贸xico para la larva de abeja, pero inhib铆a la germinaci贸n de esporas y la proliferaci贸n bacteriana in vitro. Cuando las larvas de abejas fueron alimentadas con una dieta que conten铆a 5-cloroindol, fueron m谩s capaces de sobrevivir a la exposici贸n a las esporas P. larvae.

En un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Nevada, Las Vegas, las larvas de abejas tratadas con 5-cloroindol fueron m谩s capaces de sobrevivir a la exposici贸n a la bacteria que causa la enfermedad de la loque americana. Todas las larvas mostradas arriba han sido expuestas a esporas Paenibacillus larva, pero la larva de la derecha tambi茅n ha recibido tratamiento con el an谩logo del indol, que puede prevenir la germinaci贸n de esporas. Las dos larvas de la izquierda son de color marr贸n, lo que es caracter铆stico de la enfermedad de la loque americana. La larva tratada con ant铆dotos de la derecha tiene un aspecto saludable, regordete y blanco. (Cr茅dito de la imagen: Israel Alvarado, Ph.D.)

El trabajo de Alvarado y sus colegas ha demostrado que el 5-cloroindole podr铆a ser un tratamiento efectivo para prevenir la AFB en las colonias de abejas. Se necesita una alternativa a los antibi贸ticos que se usan actualmente porque estos f谩rmacos pueden da帽ar las bacterias beneficiosas en las tripas de las larvas de abejas. Adem谩s, algunas cepas de P. larva est谩n desarrollando resistencia a los antibi贸ticos.

Sigue siendo necesario hacer mucho trabajo antes de que los apicultores puedan empezar a usar el 5-Cloroindole. Hay que desarrollar un m茅todo pr谩ctico para hacer llegar el 5-cloroindol a las larvas, por ejemplo, como suplemento alimenticio para la colonia. Adem谩s, los investigadores deben determinar cu谩nto tiempo persiste el 5-cloroindol en la cera y la miel almacenada por una colonia tratada. Sin embargo, es un desarrollo prometedor en la batalla contra el AFB. Si los investigadores encuentran un 茅xito continuado, los apicultores podr铆an pronto estar armados con un tratamiento m谩s efectivo y menos dr谩stico para el AFB, y menos colmenas de abejas ser谩n enviadas a la pila de quemado.

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