Estreptomyces: Bacterias que se adaptan y prosperan

Streptomyces es un grupo de bacterias que son muy importantes en el suelo. Tienen una estructura única y ramificada que les ayuda a descomponer varias sustancias en su entorno. Estos organismos son conocidos por producir una gama de químicos útiles que pueden combatir enfermedades y se usan a menudo en medicina. A medida que crecen, pasan por diferentes etapas, desde esporas pequeñas hasta una red más grande de células. Cuando cambian las condiciones, como cuando se limitan los nutrientes, Streptomyces puede cambiar su apariencia y comportamiento.

#El Ciclo de Vida de Streptomyces

Streptomyces comienza su ciclo de vida germinando a partir de esporas. Luego crecen y crean hifas, que son estructuras en forma de hilo que se ramifican para formar una red llamada micelio. Cuando el entorno es el adecuado, comienzan a producir estructuras especiales llamadas hifas aéreas y esporas, que a menudo coinciden con la producción de químicos importantes conocidos como Metabolitos secundarios. Este cambio es impulsado por genes específicos que ayudan a controlar los procesos de crecimiento y desarrollo.

#Condiciones de Nutrientes y su Impacto

La mayoría de las investigaciones sobre Streptomyces se han hecho usando medios ricos en nutrientes, lo que ha llevado a una comprensión extensa de cómo se comportan estas bacterias en esas circunstancias. Sin embargo, no se sabe mucho sobre su rendimiento en ambientes con bajos nutrientes. Estudios del genoma de Streptomyces coelicolor han demostrado que estas bacterias tienen una increíble capacidad para adaptarse y utilizar diversas fuentes de nutrientes cuando las condiciones son limitadas. Se han observado ciertas condiciones que mejoran la producción de químicos importantes, pero se necesita más investigación sobre cómo las condiciones de escasez de nutrientes afectan el crecimiento y el desarrollo.

#El Fenotipo de Forrajeo

En estudios recientes, se notó un patrón de crecimiento único cuando S. coelicolor se cultivó en medios pobres en nutrientes. Este patrón, referido como "crecimiento de forrajeo," ocurre cuando los nutrientes están agotados. El fenotipo de forrajeo muestra que estas bacterias pueden adaptarse cambiando su forma de crecimiento para explorar mejor su entorno en busca de recursos. Este comportamiento se observó incluso en cepas que normalmente tienen ciertos genes de desarrollo apagados, lo que indica que la capacidad de forrajear es un rasgo fundamental en Streptomyces.

#El Papel del Agotamiento de Nutrientes

Cuando S. coelicolor enfrenta limitaciones en los nutrientes, comienza a cambiar su morfología, lo que lleva al crecimiento de forrajeo. Esto fue particularmente evidente en medios 0.5x TSA, donde después de varias semanas, se vio una zona de crecimiento más delgada y parecida a un velo rodeando las colonias. Este cambio ocurrió antes cuando había menos nutrientes disponibles. Varios metabolitos en el entorno mostraron diferentes tendencias en concentración, lo que indica que ciertas sustancias se estaban agotando mientras otras se liberaban al entorno.

#Efectos de Fuentes de Nutrientes Limitadas

En experimentos donde S. coelicolor se cultivó con fuentes limitadas de carbono, mostraron características similares a las que se observan en condiciones ricas en nutrientes. Cuando se eliminó la glucosa y solo se proporcionó agar como fuente de carbono, las bacterias mostraron un crecimiento de forrajeo mejorado. Esta forma de crecimiento podría inhibirse al agregar glucosa u otros nutrientes de nuevo al medio. Los hallazgos indican que, aunque S. coelicolor puede utilizar polisacáridos complejos en su entorno, prefieren azúcares más simples cuando están disponibles.

#El Secretoma de S. coelicolor en Forrajeo

El crecimiento de forrajeo de S. coelicolor también influyó en las proteínas que produjeron. Un estudio de las proteínas secretadas, conocido como secretoma, mostró una variedad de proteínas involucradas en diversas funciones como transporte, metabolismo y regulación de señales. Muchas de estas proteínas son diferentes de las producidas en condiciones ricas en nutrientes, destacando la adaptabilidad de S. coelicolor a su entorno. La presencia de ciertas proteínas sugiere que las bacterias continúan descomponiendo y utilizando el agar para soportar su crecimiento.

#Perspectiva Evolutiva

Investigaciones han indicado que el crecimiento de forrajeo no es único de S. coelicolor, sino que puede ser común entre otras especies de Streptomyces. Pruebas en diferentes especies mostraron que también podían exhibir este comportamiento de forrajeo en condiciones similares. Esto sugiere que la capacidad de adaptarse al agotamiento de nutrientes a través del crecimiento de forrajeo es probablemente un rasgo evolucionado en estas bacterias.

#Los Cambios Metabolómicos

Cuando se cultivó en medios pobres en nutrientes, S. coelicolor mostró cambios significativos en su perfil de metabolitos. Estos cambios incluyeron un aumento en la producción de compuestos antimicrobianos, que ayudan a proteger a las bacterias de competidores como los mohos. Se notó la capacidad de inhibir el crecimiento de mohos cuando S. coelicolor fue cultivado en condiciones pobres en nutrientes, sugiriendo que este comportamiento de crecimiento les da una ventaja competitiva en entornos naturales.

#Propiedades Antibacterianas de Streptomyces en Forrajeo

La forma de crecimiento única de S. coelicolor durante condiciones pobres en nutrientes no solo influyó en su propio crecimiento, sino también en su capacidad para inhibir el crecimiento de otros organismos. Aunque no todas las cepas de Streptomyces probadas mostraron esta capacidad, S. coelicolor mostró efectos antibacterianos significativos cuando se cultivó en su fenotipo de forrajeo. Esto abre el potencial de que estas bacterias sean usadas para descubrir nuevos antibióticos y otros compuestos bioactivos.

#Conclusión

Streptomyces son bacterias fascinantes que pueden cambiar drásticamente su comportamiento en respuesta a su entorno. La capacidad de cambiar a una forma de crecimiento de forrajeo cuando los nutrientes son limitados no solo les ayuda a sobrevivir, sino que también mejora su potencial para producir compuestos bioactivos importantes. Estos hallazgos son cruciales para entender cómo estas bacterias pueden prosperar y competir en sus hábitats naturales y podrían tener implicaciones para el descubrimiento de medicamentos y microbiología. La investigación resalta la importancia de estudiar cómo se comportan estos organismos en diversas condiciones para apreciar totalmente sus capacidades y aplicaciones.