El progreso de la microbiología farmacéutica y médica se produjo después de la Segunda Guerra Mundial, con la obtención de antibióticos. Hoy día, los principales productos farmacéuticos obtenidos por acción de los microorganismos son esteroides, antibióticos y vacunas (éstas se desarrollarán en la siguiente Unidad).
En Unidades anteriores se habló de esteroides, y se vió que eran moléculas que tenían en común el presentar ciclopentanoperhidrofenantreno en su estructura, y que pueden ser sintetizados, de manera natural por los seres vivos o creados de manera artificial gracias a bioconversiones de un compuesto químico que realizan microorganismos.
Caso de estudio
Los esteroides son compuesto que hoy día tienen mala prensa por el uso fraudulento que, algunos deportistas, hacen de ellos. Son sustancias prohibidas y forman parte de los casos de dopaje. En otros casos la obtención industrial de esteroides ha cambiado los procesos reproductivos humanos.
1. ¿Cómo se llama el proceso de obtención industrial de esteroides?
Bioconversión o biotransformación. En este proceso, los microorganismos transforman un compuesto precursor, como los esteroles o compuestos relacionados, en un esteroide.
2. ¿Por qué es interesante la obtención de esteroides con microorganismos?
Porque en la bioconversión de un esterol en un esteroide por fermentación con microorganismos, como Streptomyces, la unión de un grupo hidroxilo al carbono 11 se realiza en un solo paso, mientras que por medios químicos esta transformación necesitaría más de 30 pasos.
3. ¿Qué fármacos se obtienen mediante este proceso?
Los antibióticos son sustancias químicas fabricadas por microorganismos que inhiben el crecimiento o matan a otros microorganismos.
Muchos antibióticos están producidos de manera natural por hongos de géneros como Penicillium o Aspergillus, aunque gran parte de los antibióticos actuales son semisintéticos, es decir, su origen es natural, pero han sido modificados mediante procedimientos químicos, para incrementar su eficacia.
Objetivos
Los antibióticos son selectivamente tóxicos, algunos son efectivos frente a un gran número de agentes infecciosos —antibióticos de amplio espectro—, mientras que otros son muy específicos.
Para determinar qué antibiótico es más adecuado para combatir un microorganismo, se lleva a cabo un antibiograma. Esta prueba consiste en colocar en un cultivo de ese microorganismo varios discos impregnados con distintos antibióticos. Alrededor de los antibióticos que son efectivos frente al microorganismo se observa una zona sin crecimiento, denominada halo de inhibición (en la imagen aparece más claro).
¿Sabes por qué se habla de la resistencia de las bacterias a los antibióticos? ¿Por qué recomiendan no tomarlos cuando no es necesario o no dejar de tomarlos cuando el médico los ha recetado?
Observa esta animación, que te ayudará a dar respuesta a estas preguntas.
Caso de estudio
Como ya sabes, la eficacia tóxica de los antibióticos se debe a su capacidad de inhibir reacciones bioquímicas esenciales y específicas en las bacterias pero no en las células humanas.
En la anterior animación has podido observar como ciertas mutaciones genéticas bacterianas originan cepas de bacterias resistentes a uno o más antibióticos, lo que origina la pérdida de acción de estos medicamentos, impidiendo que ejerzan su efecto bactericida —producir la muerte bacteriana—, causándose así los consiguientes problemas de salud pública.
El Ministerio de Sanidad y Política Social ha lanzado una campaña para el uso adecuado de los antibióticos, entra en su página, escucha esta grabación y da respuesta a las preguntas siguientes.
1. ¿Cómo se consigue fabricar un antibiótico?
Primero se identifica un productor.
Después se realizan la purificación y el análisis químico del microbio.
A continuación, el antibiótico se caracteriza estructuralmente y si es biológicamente activo in vivo y pasa los ensayos clínicos, se fabrica comercialmente.
Para la producción comercial se utilizan biorreactores o fermentadores industriales, donde la producción se realiza a gran escala.
Seguidamente, se extrae y se refina para obtener un producto cristalino de gran pureza.
Reflexión
Analiza esta noticia que aparece en la página de Eroski Consumer:
¿Son los antibióticos contaminantes? ¿Pueden causar un daño real al medio ambiente?
Al analizar la noticia has podido ver que muchos antibióticos, así como otros fármacos, tomados por animales como tratamientos para eliminar bacterias causantes de una enfermedad, llegan al medio ambiente mediante las excreciones de ganado, pudiendo llegar a causar contaminación ambiental. Esto puede hacer que se creen cepas de bacterias resistentes a antibióticos.
Para evitar estos casos de contaminación se ha descubierto que existen microorganismos que, permaneciendo en el estiércol, pueden realizar una degradación del antibiótico, eliminando su posible efecto potencial.
Actividad
Caso de estudio
Objetivos
Pre-conocimiento
Reflexión
