Streptomyces en las antenas, antibióticos en el capullo

La avispa "lobo de las abejas" europea Philanthus triangulum (Fuente: Wikipedia.)

Los "lobos de las abejas" son un tipo de avispas depredadoras del género Philantus cuyas presas son las abejas, de ahí su nombre. Mientras los machos marcan sus territorios depositando sus feromonas en pequeños objetos, las hembras adultas construyen nidos que son túneles bajo tierra en los que depositarán sus huevos junto con alimento para que se desarrollen las larvas. El nido es una auténtica obra de ingeniería. Lo excava en la arena y puede llegar a tener un metro de largo. Se introduce en la tierra con un ángulo de 30 grados y luego va creando cámaras de incubación a intervalos regulares.

La avispa hembra captura a una abeja y le inocula el veneno en una zona membranosa de la región ventral donde causa la paralización de los músculos voluntarios, sin matar a la víctima. Posteriormente se la lleva al tunel y depositan un huevo en las presa para que, una vez eclosione, les sirvan de alimento hasta completar el desarrollo. Una vez la larva de avispa ha consumido a la abeja, entra en estado de pupa para completar su metamorfosis en avispa adulta. Ese proceso de metamorfosis puede durar varios meses.

Avispa lobo con una presa (Fuente: Wikipedia.)

El comportamiento de este avispa es bastante llamativo, pero no es la única sorpresa que guarda. El equipo del Doctor martin Kaltenpoth del Instituto Max Planck de ecología Química ha encontrado que estas avispas, para poder sobrevivir, necesitan realizar una simbiosis con una especie de bacterias del género Streptomyces.

Las condiciones de los túneles son húmedas y en los suelos siempre hay una gran cantidad de microorganismos, sobre todo hongos. Si uno pone algo de materia orgánica bajo tierra es muy probable que una hifa de un hongo lo encuentre y lo aproveche para alimentarse y crecer. Sin embargo, esto no suele suceder en el caso de las larvas de las avispas lobo. Los hongos y bactterias no las molestan, sobre todo en el delicado estado de pupa, en la que la larva está inerte en el interior de su capullo.

En la fotografía de la izquierda se ve a una hembra de avispa lobo secretando S. philanti desde sus glándulas antenales. A la derecha, imágenes de S. philanti marcadas con un fluoróforo específico (Fuente: Kroiss et al.)

Y no sufre molestias porque este avispa ha hecho una alianza defensiva con los Streptomyces. Las avispas hembra presentan unas glandulas en sus antenas que están repletas de una especie de bacteria, a las que se ha bautizado como Streptomyces philanti, y que son inoculadas en el huevo y en la cámara nidal cuando realiza la puesta. Posteriormente la bacteria es inoculada por la larva en la fibra con la que construye el capullo. Pero la inoculación es en las fibras más superficiales, no en las mas profundas. De esa forma, la bacteria crece en la superficie de la pupa generando al mismo tiempo un cóctel de nueve antibióticos que se distribuyen por el capullo y evitarán que otros microorganismos invadan al insecto. Al crecer sólo en la superficie los antibióticos no penetran en el insecto y así no interfieren con su metamorfosis.

Distribución de los antibióticos en el capullo de la avispa-lobo. La imagen utiliza falso color para mostrar los resultados de la espectrometría de masas. (Fuente: Physorg.com)

Los antibióticos son una estreptoclorina y ocho tipos de piericidina. Cada uno tiene propiedades inhibitorias del crecimiento, pero en combinación su potencia se ve aumentada por un efecto sinérgico. El utilizar un cóctel antibiótico tiene una ventaja añadida. Es muy difícil que un microorganismo desarrolle una multirresistencia capaz de lidiar con los nueve antibióticos a la vez.

Antibióticos producidos por S. philanti. A la izquierda, estreptoclorina, un inductor de la apoptosis mediante activación de las caspasas. A la derecha, una de las piericidinas, la glucopiericidina A. Las piericidinas son inhibidores de las NADH Deshidrogenasas (Fuente: Kroiss et al.)

Como es lógico la investigación está siguiendo nuevos caminos. Por un lado se intenta identificar los antibióticos secretados para ver si tienen interés como antimicrobianos de uso clínico. Por otro, se está buscando en otras especies de avispas depredadoras si este tipo de simbiosis defensiva existe y si las bacterias o los antibióticos producidos por ellas son distintos y por lo tanto, puedan tener interés desde el punto de vista biotecnológico.

Esta entrada participa en el III carnaval de la biología, el IV carnaval de la química.

Kroiss J, Kaltenpoth M, Schneider B, Schwinger MG, Hertweck C, Maddula RK, Strohm E, & Svatos A (2010). Symbiotic Streptomycetes provide antibiotic combination prophylaxis for wasp offspring. Nature chemical biology, 6 (4), 261-3 PMID: 20190763