Los hongos producen metabolitos que hemos utilizado a lo largo de la historia para mejorar nuestra salud. Un ejemplo es la penicilina, secretada por algunos hongos del género Penicillium, que se purifica y se usa como antibiótico para humanos y que ha llevado al desarrollo de muchos otros antibióticos. Sin embargo, todavía no disponemos de un buen conocimiento de la ecología de los metabolitos fúngicos en las comunidades microbianas. Por ello, en un nuevo estudio publicado en mBio, una revista de acceso abierto de la Sociedad Estadounidense de Microbiología (ASM, por sus siglas en inglés), investigadores de Estados Unidos han empleado cortezas de queso para demostrar que los antibióticos fúngicos pueden influir en cómo se desarrollan los microbiomas.

Benjamin Wolfe, profesor asociado en el Departamento de Biología de la Universidad Tufts e investigador principal del estudio, explica: “Mi laboratorio está interesado en cómo los hongos dan forma a la diversidad de comunidades microbianas donde viven. Los hongos están muy extendidos en muchos ecosistemas microbianos, desde los suelos hasta nuestros propios cuerpos, pero sabemos muy poco sobre su diversidad y sus funciones en los microbiomas si los comparamos con las bacterias, mucho más estudiadas”.

Su laboratorio estudia cómo los hongos interactúan con otros microbios en las comunidades microbianas, centrándose en las interacciones entre bacterias y hongos. “Para estudiar la ecología de los hongos y sus interacciones con las bacterias, utilizamos cortezas de quesos como modelo de ecosistema microbiano”, indica Wolfe.

Las cortezas de los quesos son comunidades microbianas que se forman en la superficie de los quesos añejados de forma natural, como el Brie, Taleggio y algunos Cheddars. Estas capas, a veces pegajosas, que aparecen en la superficie de estos quesos son comunidades de microbios que se desarrollan a medida que el queso envejece. Descomponen lentamente la cuajada del queso a medida que crecen en la superficie y producen aromas y pigmentos que confieren propiedades únicas a cada queso artesanal.

El inicio de estas investigaciones se produjo cuando hace varios años un quesero se acercó a Wolfe con un problema: el moho estaba aumentando en las superficies de sus quesos y estaba interrumpiendo el desarrollo normal de su corteza. Parecía como si las cortezas estuvieran desapareciendo a medida que el moho invadía su cueva de queso. El equipo de Wolfe inició una colaboración con el laboratorio de Nancy Keller en la Universidad de Wisconsin para tratar de averiguar cómo estaba afectando este moho a la comunidad microbiana de la corteza.

Para llevar a cabo su estudio, en primer lugar los investigadores eliminaron un gen (laeA) en el moho Penicillium que se sabe que controla la expresión de las sustancias químicas que los hongos pueden secretar en su entorno. Luego agregaron Penicillium normal y el Penicillium con el laeA eliminado a una comunidad de bacterias de la corteza del queso, para ver si la eliminación de este gen causaba cambios en la forma en que se desarrollaba la comunidad de bacterias.

Los investigadores descubrieron que cuando eliminaron el gen laeA, se perdía la mayor parte de la actividad antibacteriana del moho Penicillium. Esto les permitió reducir las regiones específicas del genoma fúngico que podrían ser responsables de producir los compuestos antibacterianos. Al final, pudieron reducirlo a una clase de compuestos llamados pseurotinas. Estos son metabolitos producidos por una variedad de hongos que han demostrado tener actividades biológicas interesantes que incluyen la modulación del sistema inmunitario, la eliminación de insectos y la inhibición bacteriana.

Se trata del primer estudio que demuestra que las pseurotinas pueden controlar cómo crecen y se desarrollan las comunidades bacterianas que viven con ese hongo. Las pseurotinas producidas por el moho Penicillium en el queso son fuertemente antibacterianas e inhiben drásticamente ciertas bacterias en comparación con otras (las bacterias inhibidas fueron Staphylococcus, Brevibacterium, Brachybacterium y Psychrobacter, que se encuentran en muchos quesos artesanales). Esto provocó un cambio sustancial en la composición del microbioma de la corteza del queso en presencia de las pseurotinas producidas por Penicillium. Este estudio demuestra que los antibióticos secretados por hongos pueden controlar cómo se desarrollan los microbiomas.

“Nuestros resultados sugieren que algunas especies de mohos molestos en los quesos artesanales pueden alterar el desarrollo normal del queso mediante el uso de antibióticos”, asegura Wolfe. “Estos hallazgos nos permiten trabajar con los elaboradores de queso para identificar qué mohos son los malos y cómo manejarlos en sus cuevas de queso”.

El estudio fue financiado por un premio CARRERA de la Fundación Nacional de Ciencias (Subvención # 1942063).

^Referencia

^{LaeA-Regulated Fungal Traits Mediate Bacterial Community Assembly. Joanna Tannous Casey M. Cosetta, Milton T. Drott, Tomás A. Rush Paul E. Abraham, Richard J. Giannone, Nancy P. Keller Benjamin E. Wolfe https://doi.org/10.1128/mbio.00769-23}