El Instituto de Farmacia está estudiando la taxonomía, química y propiedades biológicas de arqueas halófilas extremas (haloarchaeas) de lagos salinos del desierto de Atacama, proyectos en colaboración con la Universidad de Antofagasta y Universidades de Santiago de Chile. La investigación estuvo a cargo de la doctora Catherine Lizama del Departamento de Tecnología Médica, Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad de Antofagasta, y del doctor Mario Simirgiotis del Instituto de Farmacia, de la Universidad Austral de Chile.

SALAR DE PUJSA

LAGUNA DE TEBENQUICHE

Las arqueas halófilas son microorganismos halófilos extremos pertenecen al  dominio Archaea, phylum Euryarchaeota. Son en su mayoría aeróbicos y generalmente de pigmentación roja- naranja (Figura 1).Constituyen las comunidades microbianas predominantes en ambientes halófilos extremos, viven en  condiciones extremas tales como: baja disponibilidad de agua, alta radiación solar, falta de nutrientes y alta fuerza iónica. Debido a estas adaptaciones, algunos de los metabolitos primarios y secundarios producidos por haloarchaeas son de gran interés en biotecnología. Así, varios biocompuestos como: enzimas, carotenoides, PHA / PHB y  Halocinas (péptidos similares a las bacteriocinas) han demostrado gran potencial biotecnológico a nivel de industrial y en biomedicina. Se consideran a las haloarchaeas como verdaderas factorías de biocompuestos.

Figura 1. Cultivos de haloarchaeas a) Las colonias son de color rojo naranja en placas de agar que contienen 25% (p / v) de sales totales b) Medio líquido de cultivo MH al 25% p / v, el cultivo del pigmento adquiere un color rojo naranja intenso después de 72 horas de incubación a 40ºC. ° C y 120 rpm. En este estudio, cuatro nuevas cepas de Haloarcula sp., y dos cepas de Halorubrum tebenquichense aisladas de lagos salinos del desierto de Atacama, fueron estudiadas por espectrometría de masas de alta resolución (UHPLC-Q-Orbitrap-MS) y se realizó la determinación del perfil de pigmentos carotenoides y cuantificacion de carotenoides. Se demostró la alta capacidad antioxidante de su principal pigmento bacterioruberina y sus derivados.  También se evaluó el efecto de la biomasa sobre la viabilidad celular en líneas celulares de la piel y se determinó la capacidad de inhibición de la enzima colinesterasa (enzima implicada en la enfermedad de Alzheimer y otras neuroegenerativas). La actividad inhibitoria IC₅₀ de la enzima butirilcolinesterasa, BuChE fue de 2,39 ± 0,09 mg / mL para la cepa más activa, Halorubrum tebenquichense Te Se-85, resulto más activo en BuCHe que el del estándar utilizado en Alzheimer, galántamina. El cálculo de docking molecular mostró que los carotenoides pueden ejercer su actividad inhibidora encajando en el bolsillo de la enzima por sus mitades, en presencia de dímeros de colinesterasa. Esto es muy importante porque prueba en parte que suplementos dietarios preparados de estos microorganismos pueden ser beneficiosos para la salud, sobre todo para adultos mayores.

Estos resultados fueron Publicados en la prestigiosa revista ANTIOXIDANTS cuartil Q1, impacto 6,7, financiados por Fondecyt, Chile (Subvención 1180059); VIU18E0145 y Network for Extreme Proyecto de Investigación Ambiental (Proyecto NEXER (ANT1756), Universidad de Antofagasta, Chile;

Analysis of Carotenoids in Haloarchaea Species from Atacama Saline Lakes by High Resolution UHPLC-Q-Orbitrap-Mass Spectrometry: Antioxidant Potential and Biological Effect on Cell Viability Catherine Lizama, Javier Romero Parra, Daniel Andrade, Felipe Riveros, Jorge Bórquez, Shakeel Ahmed, Luis Venegas-Salas, Carolina Cabalín and Mario J. Simirgiotis, Antioxidants 2021, 10, 1230. https://doi.org/10.3390/antiox10081230