Mecanismos de inhibición de la metanogénesis con lovastatina y análisis de la expresión génica

Resumen

Las arqueas metanogénicas (AM) coexisten con la microbiota ruminal y utilizan H₂ como donador de electrones para convertir CO₂ en CH₄. Este último es un potente gas atmosférico causante del efecto invernadero que tiene un impacto importante en el calentamiento global y el cambio climático. La lovastatina (Lv) es un medicamento para el tratamiento de hipercolesterolemia en humanos que también reduce la producción de CH₄ en rumiantes. Esta revisión demuestra que existen diversos mecanismos sinérgicos que en conjunto afectan directamente la metanogénesis. El ácido mevalónico es el precursor clave de la síntesis de isoprenoides, los cuales constituyen la membrana de las AM. La Lv β-hidroxiácida, que es la forma activa de la molécula, es un inhibidor competitivo de la enzima reductasa 3-hidroxi-3-metilglutaril-coenzima A (HMGCR), que es clave para la producción de los precursores de isoprenoides que forman la membrana de AM. Este es el mecanismo al cual se atribuye principalmente la inhibición de la metanogénesis con Lv. Se han reportado mecanismos alternos que inciden en la inhibición de la metanogénesis, tales como la supresión de las enzimas de la metanogénesis que dependen del cofactor F₄₂₀ y el aumento de la concentración de la acetil-coenzima A sintetizada a partir de metil-tetrahidrometanopterina (metil-H₄MPT). Se ha estudiado la expresión de algunos genes clave en la ruta metabólica de la metanogénesis en Methanobrevibacter smithii en condiciones de inhibición con Lv. Se ha demostrado que se incrementó la expresión del gen de la HMGCR y se redujo la del gen de la NADP-oxidorreductasa dependiente de la coenzima F₄₂₀ (NFOR).