Durante décadas, la industria farmacéutica ha utilizado la bacteria Streptomyces clavuligerus para producir ácido clavulánico; el cual es, hoy en día, un ingrediente clave para ayudar a que antibióticos como la amoxicilina sean eficaces en el tratamiento de enfermedades resistentes a los antibióticos convencionales.
Colombia tiene una tasa muy alta de uso de antibióticos para tratamientos médicos y para el sector agropecuario, por lo que contar con una fuente más barata y rápida de ácido clavulánico sería esencial, entre otras medidas, para mejorar el acceso al tratamiento médico adecuado en casos de infecciones que no puedan ser controladas con antibióticos genéricos.
“Bajo condiciones de estrés nutricional y ambiental, la bacteria Streptomyces clavuligerus produce ácido clavulánico— estamos buscando el balance perfecto para producir la máxima cantidad de este compuesto”, dijo el profesor David Gómez-Ríos, docente de la Escuela de Ingeniería Química de Univalle y el autor principal de del artículo científico llamado “Tuning of fed-batch cultivation of Streptomyces clavuligerus for enhanced Clavulanic Acid production based on genome-scale dynamic modeling”, que salió en la publicación científica Biochemical Engineering Journal en julio de 2022.
En el estudio, los investigadores usaron simulaciones computacionales para determinar cómo las bacterias pueden crecer en diferentes condiciones y disminuir el número de pruebas necesarias en vivo, es decir, con bacterias en el mundo real.
Imagen: la bacteria Streptomyces clavuligerus desde los cultivos experimentales del trabajo en el proyecto del profesor Gómez. Crédito: David Andrés Gómez Ríos.
La Investigación
“El ácido clavulánico es relativamente caro en comparación a los antibióticos genéricos”, explicó el profesor Goméz añadiendo que 10 cápsulas de amoxicilina cuestan 6000 pesos colombianos mientras la misma cantidades de la formulación amoxicilina clavulanato usada en el tratamiento de infecciones resistentes cuesta al menos 48000 pesos, es decir 8 veces más caro.Los investigadores buscan la manera de bajar su costo mediante un proceso más eficiente donde los biorreactores son usados para estimular dichas bacterias.
Combinaron herramientas conocidas como análisis dinámico de flujos metabólicos y modelos metabólicos a escala genómica, lo que permitió identificar a nivel computacional, estrategias para aumentar la productividad de ácido clavulánico en más del doble en condiciones que se verificaron experimentalmente en biorreactores escala piloto.
La profesora Silvia Ochoa, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Antioquia (UdeA) y una coautora de la publicación científica mencionó que el uso de estas herramientas computacionales, si bien no reemplazan el trabajo experimental en laboratorio, sí permiten hacer un mejor uso de los recursos (tanto en tiempo, dinero y reducción de impacto ambiental), para direccionar los desarrollos experimentales.
“Constituyen un paso importante en la investigación hacia el desarrollo de una industria productora de antibióticos que pueda establecerse en Colombia”, agregó la profesora Ochoa.
Leer más de la EIQ: Investigador de Univalle busca catalizar reacciones químicas y el desarrollo de su comunidad Indígena
El profesor David Gómez-Ríos, un docente de la Escuela de Ingeniería Química de Univalle Crédito: Andrew James/Univalle
Colaboraciones nacionales e internacionales
La profesora Ochoa dijo que el trabajo colaborativo entre la Escuela de Ingeniería Química de Univalle y el Departamento de Ingeniería Química de la UdeA se fortalece con la presencia del profesor Gómez-Ríos y el profesor Howard Ramírez, Director de Grupo de Investigación de Procesos Químicos y Biológicos Aplicados (BIOQUIMAP).“En mi caso particular, admiro, aprecio y valoro profundamente la amistad que nos une, y que ha sido y seguirá siendo cimiento de investigación en torno al tema del mejoramiento de la factibilidad técnico-económica de los bioprocesos, para que podamos continuar avanzando en su consolidación en nuestro país”, manifestó la profesora Ochoa.
“Los profesores del Departamento de Ingeniería Química de la UdeA nos sentimos supremamente orgullosos de que dos de nuestros egresados del programa de Doctorado en Ingeniería Química hagan parte del equipo profesoral de la Universidad del Valle”.
El proyecto de ácido clavulánico también cuenta con el apoyo y participación de investigadores alemanes, el profesor Peter Neubauer, del Chair of Bioprocess Engineering, del Departamento de Biotecnología de TU Berlín y el Doctor Stefan Junne, líder del grupo de una de las líneas de investigación del departamento.
Comentarios
Publicar un comentario