Trichoderma y Candida, los expertos degradadores

Por Karla Navarro

Ensenada, Baja California. 15 de noviembre de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Los hongos Trichoderma y Candida son objeto de estudios de científicos mexicanos que, con los conocimientos obtenidos a través de años de investigación, han logrado desarrollar novedosas aplicaciones. 

Candida glabrata adherida a células de corazón de cobayo.

Desde el Centro de Investigación en Biotecnología (Ceib) de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos (UAEM), el doctor Jorge Luis Folch Mallol estudia el potencial del hongo Trichoderma para degradar biomasa vegetal, desechos agrícolas que además pueden ser utilizados como sustitutos del petróleo.

Dr. Jorge Luis Folch.En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el especialista nivel II del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), expuso que los hongos son los expertos en la naturaleza para degradar y separar los componentes de la biomasa vegetal.

“En el Laboratorio de Biología Molecular de Hongos, tenemos aproximaciones a través de la biología molecular y la bioquímica para encontrar los mecanismos que usan los hongos para deconstruir estos desechos vegetales”, explicó.

Ejemplificó con el caso de la industria tequilera, que genera desechos de las fibras de agave, que podrían ser aprovechados al ser degradados por Trichoderma y además, con el mismo material, elaborar compuestos de alto valor agregado.

El hongo Trichoderma

Para explicar el mecanismo del hongo Trichoderma en la deconstrucción de biomasa, el doctor Jorge Luis Folch hace una analogía entre los desechos agrícolas, que están hechos de polímeros, y los vagones de un tren.

“Se puede imaginar como si fuera un tren que tiene muchos vagones y cada vagón puede ser igualito, como en el caso de la celulosa, que cada vagón es una molécula de glucosa, entonces todo el tren está hecho de glucosa; ese nos serviría para hacer etanol pero hay que separar los vagones y eso es lo que es difícil de hacer”, detalló.

Indicó que la hemicelulosa es otro polímero, cuya estructura también es comparable con la de un tren, sin embargo, a diferencia de la celulosa, cada vagón es diferente y tiene ramificaciones, lo que hace todavía más complejo su proceso de degradación.

“Ese es más difícil todavía porque se requieren diferentes tipos de tijeras moleculares, que se llaman enzimas, para poder cortar los diferentes pedazos y extraer diversas fracciones que tienen diferentes propiedades”, apuntó el investigador.

Mencionó que algunas partes de la hemicelulosa actúan como antiinflamatorios, lo que ha despertado el interés de la industria farmacéutica; algo similar ocurre con otros polímeros como la lignina, utilizada para la elaboración de pegamentos y aislantes térmicos.

Loosenina, la proteína estrella

En 2011, el grupo de investigación del doctor Jorge Folch, descubrió que el hongo Bjerkandera adusta produce una proteína que tiene la capacidad de distender la estructura de los polímeros, de tal forma que facilite su degradación.

La proteína, que fue nombrada Loosenina, permite la entrada del agua y de las enzimas que actúan como tijeras, lo que inicia la descomposición del polímero.

“El ejemplo es una camiseta de algodón: el algodón es celulosa cristalina, es un trenecito de moléculas de glucosa, pero están tan pegadas entre ellas que la echas a la lavadora, con detergente, con blanqueador y no se deshace, no se rompe, eso da una idea de lo fuerte que es. En mi laboratorio encontramos una proteína que lo que hace es que afloja el espacio entre los trenes, los desorganiza, les hace huecos entre un tren y otro”, explicó.

En el artículo titulado Loosenin, a novel protein with cellulose-disrupting activity from Bjerkandera adusta, publicado en 2011 en la revista Microbial Cell Factories, el doctor Folch Mallol y sus colaboradores reportaron la existencia de Loosenina.

Candida, cuatro especies frecuentes y un método de diagnóstico

La doctora Irene Beatriz Castaño Navarro, investigadora del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (Ipicyt), en colaboración con el doctor Alejandro de las Peñas, desarrolló un método de diagnóstico para la detección de cuatro especies de Candida, un hongo oportunista que ataca a personas inmunodeprimidas.

“Trabajamos en particular con Candida glabrata, que es uno de los agentes causales de infecciones invasivas por hongos en humanos, que son muy graves, y le afectan principalmente a personas que tienen el sistema inmunológico muy disminuido, a pacientes de cáncer que han sido tratados con quimioterapia, pacientes con estancias muy prolongadas en unidades de cuidados intensivos o que han recibido terapias largas con antibióticos y pacientes de trasplantes”, comentó.

Puntualizó que las cuatro especies –albicans, glabrata, tropicalis y parapsilosis- que se detectan a través del método de diagnóstico desarrollado por su equipo de investigación, son responsables del 90 por ciento de los casos de candidemia, padecimiento que se presenta cuando la infección provocada por el hongo ya se encuentra en el torrente sanguíneo.

“Lo que queremos es identificar las especies de Candida rápidamente en muestras de hemocultivos de pacientes en riesgo, para poder implementar el tratamiento lo más pronto posible, porque estas candidemias están asociadas con una mortalidad muy alta, arriba del 40 por ciento, y esta mortalidad aumenta si el tratamiento tarda en implementarse en el paciente”, subrayó la investigadora del Ipicyt.

Precisó que los métodos que actualmente se utilizan en hospitales, tardan por lo menos una semana en identificar la especie de Candida, periodo crítico para el paciente.

“Nosotros queremos implementarlo a partir de hemocultivos de máximo dos días y si se puede antes, desde antes; todavía hace falta investigación para ver cuánto es el tiempo mínimo que podemos tardar en identificarlas, porque el tratamiento depende de la especie que provocó la infección, ya que las cuatro especies difieren en su susceptibilidad a los antimicóticos frecuentemente utilizados en los hospitales”, resaltó.

Menor costo, menor tiempo

La investigación que encabeza la doctora Castaño Navarro, desde 2005 ha recibido una serie de financiamientos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y el Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS).

Hasta ahora el método de diagnóstico que desarrolló, ha derivado en el otorgamiento de cuatro patentes -tres en México y una en Europa-, lo que representa avances para que eventualmente el método se comercialice y se implemente en hospitales.

La investigadora del Ipicyt comentó que hasta ahora el método ha sido probado con más de 300 muestras independientes de pacientes, en las que arrojó el 100 por ciento de aciertos en la identificación de las cuatro especies de Candida.

Recalcó que además de reducir el tiempo de diagnóstico de una semana a dos días, el método se puede llevar a cabo con equipo que comúnmente se encuentra en los laboratorios de los hospitales y sin necesidad de que haya personal altamente especializado, lo que también representa una reducción en costos.

“El procedimiento es radicalmente diferente, algunos hospitales utilizan también PCR punto final pero identifican secuencias comunes a todas las especies de Candida, el problema es saber cuál de esas es la especie que infecta y es muy importante saberlo porque el tratamiento depende de eso”, finalizó.

Fungal Cell Wall Conference 2017 Los doctores Jorge Luis Folch Mallol e Irene Beatriz Castaño Navarro, presentaron resultados de sus investigaciones en conferencias impartidas como parte del  Fungal Cell Wall Conference 2017, congreso internacional celebrado del 9 al 12 de octubre, en el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE).

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