Aunque los humanos puedan pensar que estamos solos en la creación de antibióticos, existe una especie de hormiga que secreta uno especialmente poderoso: no se requiere laboratorio farmacéutico.
Las hormigas matabele (analista megaponera) de África subsahariana sólo comen termitas. Desafortunadamente, las feroces mandíbulas de los soldados termitas causan lesiones que, si se infectan, pueden resultar fatales. Las hormigas que regresan al nido corren hacia los heridos y pueden saber qué heridas están infectadas. Luego les secretan un antibiótico.
Un equipo internacional de investigadores observó de cerca a estas hormigas y analizó su secreción de antibióticos. Descubrieron que puede reducir la mortalidad en aproximadamente un 90 por ciento en las hormigas heridas y que las hormigas pueden identificar los cambios químicos que resultan de las heridas infectadas, centrando el tratamiento en aquellas que más lo necesitan.
Riesgo de infección
Para ver cómo las hormigas Matabele llevan a cabo su tratamiento, los investigadores dañaron experimentalmente a dos grupos de hormigas obreras, exponiendo a un grupo al suelo mientras que el otro grupo fue esterilizado con solución salina.
Solo tomó dos horas para que las hormigas heridas expuestas al suelo mostraran cargas bacterianas torácicas 10 veces mayores que las hormigas estériles. Se volvieron cien veces mayores después de 11 horas. Un análisis del microbioma de hormigas infectadas reveló poblaciones crecientes de bacterias patógenas que incluían Pseudomonas aeruginosa, que puede causar neumonía y meningitis en humanos.
Luego, tanto las hormigas estériles como las infectadas se mantuvieron aisladas (con los insectos estériles y los infectados aislados por separado) o se devolvieron a su colonia (juntos). Luego se filmó la colonia durante 24 horas.
Durante el período de observación, los científicos vieron a trabajadores ilesos usar sus piezas bucales para limpiar la herida. Luego aplicarían una secreción de la glándula metapleural en la parte posterior del tórax. Para ello, utilizaban sus patas para recoger la secreción de su propia glándula metapleural, transfiriéndola a su aparato bucal antes de aplicarla a la herida, o bien la tomaban directamente de la glándula de la hormiga lesionada con su aparato bucal y la aplicaban en la herida. herida. Aunque este comportamiento ya se había documentado antes en hormigas, lo que más sorprendió al equipo de investigación fue que las hormigas matabele pueden diagnosticar infecciones.
«Sorprendentemente, los trabajadores pudieron discriminar entre hormigas infectadas y estériles», dijeron en un estudiar publicado recientemente en Nature Communications. “[Metapleural gland] Las secreciones se depositaron con mucha más frecuencia en las heridas de las hormigas infectadas que en las estériles entre 10 y 12 horas después de la infección”.
Literalmente vida o muerte.
Pero, ¿cómo pueden las hormigas Matabele saber que una herida está infectada? Inicialmente se les vio tratando todas las heridas, lo que los investigadores pensaron que era para prevenir infecciones, pero luego, hubo un cambio químico en las heridas infectadas que pudieron detectar.
Ya se sabe que las hormigas se comunican mediante hidrocarburos cuticularesque son feromonas usado para marcar miembros de la colonia según su rol y/o reconocerse entre sí fuera del nido. Los pacientes estériles e infectados tenían perfiles de feromonas similares hasta aproximadamente 11 horas después de la lesión. Después de eso, el perfil de feromonas de las hormigas infectadas cambió drásticamente, lo que sugiere que estaban usando señales de feromonas para indicar infección.
Los investigadores encontraron que 18 genes relacionados con feromonas eran diferencialmente activos en hormigas infectadas en comparación con hormigas estériles 11 horas después de la exposición a bacterias patógenas. Dado que estos cambios en la actividad genética tardan algún tiempo en producir niveles alterados de feromonas, esto explica por qué la respuesta a la infección se retrasa algo.
Mientras estudios previos Habían descubierto que las secreciones de las glándulas metapleurales tenían propiedades antimicrobianas en otras especies de hormigas, pero resultaron ser especialmente efectivas en las hormigas matabele. La sustancia está compuesta por más de cien compuestos, muchos de los cuales tienen propiedades antibióticas.
Las pruebas de bacterias patógenas en las heridas después del tratamiento mostraron que la secreción se redujo Pseudomonas crecimiento de más del 25 por ciento. Esto es impresionante, como Pseudomonas es famoso por haber desarrollado resistencia a los antibióticos repetidamente.
¿Podría algún día aplicarse a los humanos algo derivado de este antibiótico? Tal vez.
“El tratamiento dirigido con compuestos antimicrobianos fue extremadamente eficaz para prevenir infecciones bacterianas letales al [Pseudomonas]» dijeron los investigadores en el mismo estudiar. “Esto podría conducir potencialmente a nuevos compuestos médicos prometedores para curar infecciones en las sociedades humanas”.
En todo caso, son menos las personas que aplastan una hormiga con su zapato después de saber que estos insectos, a menudo irritantes, algún día podrían salvarnos la vida.
Comunicaciones de la naturaleza, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-43885-w