Battle royale: cómo las bacterias luchan contra los antibióticos y suben la apuesta en la guerra química
Crédito: Unsplash/CC0 Public Domain
El desarrollo inadecuado de nuevos antibióticos y el aumento de las tasas de resistencia de las bacterias a los antimicrobianos existentes son fuerzas duales que empujan al mundo cada vez más cerca a una era post-antibióticos.
Ha sido una guerra de 80 años, la batalla de las bacterias contra la guerra química diseñada para acabar con las infecciones y, en múltiples frentes, las bacterias han ganado la partida. A pesar de su tamaño microscópico y la falta de cerebro, saben cómo ganar la guerra de la resistencia.
Un equipo de investigadores de Weill Cornell Medicine en Nueva York y el Centro MRC de Bacteriología Molecular e Infecciones del Imperial College de Londres ha abordado cómo las bacterias se volvieron resistentes en primer lugar. Han deconstruido estrategias genéticas bacterianas y otras tácticas de supervivencia, que postulan que pueden allanar el camino a nuevos tipos de antibióticos y salvar muchos de los existentes.
Escritura en Ciencias Medicina traslacional, Dres. Sarah Schrader, Julien Vaubourgeix y Carl Nathan pintaron un retrato que es extremadamente alentador, ya que desmitificaron la resistencia a los antibióticos y definieron cómo las bacterias adquieren la capacidad de frustrar lo que antes era letal.
La clave de su análisis es arrojar luz sobre la complejidades de la resistencia a los antimicrobianos. Distinguieron entre resistencia hereditaria, la adquisición de genes que confieren resistencia, y otro tipo denominado resistencia antimicrobiana fenotípica. Este último se refiere a una forma reversible de resistencia a los medicamentos que no se puede atribuir a los genes.
La resistencia a los medicamentos, dicen los autores, es una de varias defensas contra las enfermedades infecciosas que está en aumento. «Además de nuestro sistema inmunitario, nuestras principales defensas contra las enfermedades infecciosas son los antibióticos, las vacunas, el saneamiento, el agua potable, la nutrición adecuada y la infraestructura de salud pública. Todos estos están fallando en varias partes del mundo», escribieron.
«Una defensa clave, el uso de antibióticos, está comenzando a fallar en todo el mundo debido al aumento de la resistencia a los antibióticos, que amenaza con socavar la práctica de la medicina», agregaron.
En ninguna parte enfermedades infecciosas ha sido la lucha contra la resistencia más persistente que en la batalla en curso contra la tuberculosis, que se ha convertido en un flagelo multirresistente en muchas partes del mundo a pesar de las mejoras en los regímenes de medicamentos y los programas de cumplimiento de medicamentos. La resistencia antimicrobiana fenotípica ha sido un problema con la TB.
La resistencia antimicrobiana fenotípica puede surgir en una variedad de circunstancias y, a veces, puede ser difícil distinguirla de la resistencia causada genéticamente. Por ejemplo, la resistencia fenotípica puede surgir de forma estocástica, lo que significa que se desarrolla aleatoriamente y tiene un patrón de distribución aleatorio.
Los microbiólogos también se refieren a este tipo de resistencia como «persistencia espontánea» y «cambio estocástico». Pero existen otras causas de resistencia fenotípica, que además pueden surgir de la exposición bacteriana a condiciones ambientales alteradas, como la privación de oxígeno, la acidificación, el estrés oxidativo, las respuestas inmunitarias del huésped y las concentraciones subletales de antibióticos. Resulta que la resistencia fenotípica a los antibióticos es más común que la resistencia genética.
El nuevo análisis realizado por Schrader y sus colegas cubre años de datos acumulados sobre los matices de la resistencia a los medicamentos, un fenómeno que ha resultado letal para innumerables pacientes en todo el mundo.
«Prevención de muertes de la resistencia a los antimicrobianos requerirá explotar el conocimiento emergente no solo sobre la resistencia genética a los antimicrobianos conferida por la transferencia horizontal de genes o mutaciones de novo, sino también sobre la resistencia fenotípica a los antimicrobianos, que carece de una base hereditaria estable», escribió Schrader.
Aún ella y sus colegas no son los primeros en hacer sonar la alarma sobre la resistencia a los antibióticos y ciertamente no serán los últimos.
En 2018, la Organización Mundial de la Salud declaró que la resistencia a los antibióticos era una de las mayores amenazas a la salud mundial, la seguridad alimentaria y el desarrollo hoy. Un número creciente de infecciones, como la neumonía, la tuberculosis, la gonorrea y la salmonelosis, se han vuelto cada vez más difíciles de tratar porque los microbios resistentes han hecho que los antibióticos sean menos efectivos, dijeron funcionarios de la agencia.
Aproximadamente un año después de ese informe, la OMS soltó otro. En 2019, la agencia exigió una «acción inmediata, coordinada y ambiciosa» para evitar una crisis de resistencia a los medicamentos potencialmente desastrosa. A menos que se aborde el problema, las enfermedades resistentes a los medicamentos podrían causar 10 millones de muertes cada año para 2050, predijo la agencia.
Actualmente, se estima que 700 000 personas mueren cada año debido a la resistencia a los medicamentos, según estimaciones de la OMS, que incluyen 230,000 que mueren de tuberculosis multirresistente.
Pero en su extenso análisis, Schrader y su equipo insisten en que los nuevos conocimientos sobre la biología de la resistencia a los medicamentos, así como los avances tecnológicos que están en desarrollo, pueden ayudar la comunidad médica «retoma el terreno perdido».
La característica clave de la resistencia a los antimicrobianos es la capacidad de una población bacteriana para crecer en presencia de un antibiótico. Ser impermeable a las drogas esencialmente ha cambiado el guión de los humanos que pensaron brevemente hace 80 años que habían conquistado las bacterias mediante el uso de la guerra química. Pero la historia de la resistencia a los medicamentos es larga y peligrosa, dicen algunos científicos.
La resistencia antimicrobiana fenotípica, el principal objetivo del informe Schrader, no es un término nuevo y, a menudo, se considera en la literatura científica como sinónimo de tolerancia fenotípica, que Schrader y su equipo dicen que era un término que predominó durante muchos años después de su introducción en 1986. Sin embargo, ambos términos fueron precedidos por la palabra «persiste», que data de 1944, poco después de que la penicilina surgiera como una droga mundial maravillosa.
Nadie estaba más familiarizado con las bacterias persistentes que no morían a pesar de las altas concentraciones de exposición a los antibióticos que el médico y microbiólogo británico Alexander Fleming, descubridor de la penicilina. «No es difícil hacer que los microbios sean resistentes a la penicilina en el laboratorio, y en ocasiones ha sucedido lo mismo en el cuerpo», dijo Fleming en 1945 cuando aceptó el Premio Nobel que compartió con otros dos investigadores británicos de la penicilina, Howard Florey y Ernst. Cadena. Aunque Fleming era consciente de que la resistencia era posible, no tenía idea de que se convertiría en un enorme problema médico por sí mismo.
«Para cortar la resistencia genética a los antimicrobianos de raíz, necesitamos entender la resistencia fenotípica a los antimicrobianos». , que es más común que genético», escribió Schrader. «La afirmación de que la resistencia fenotípica a los antimicrobianos es más común que la genética se justifica clínicamente por la prevalencia de bacterias fenotípicamente resistentes en biopelículas y la presencia de biopelículas en muchos entornos clínicos».
Una biopelícula es un conjunto arquitectónico grueso de células microbianas que forman un revestimiento similar a una concha con una capa de limo. El único objetivo biológico es proteger la colonia bacteriana del interior, permitiéndole prosperar. Las biopelículas son más peligrosas cuando invaden las células humanas y protegen a las bacterias de los antibióticos.
Explore más
Baja concentración de antibióticos en el medio ambiente lo suficiente como para aumentar la resistencia a los antimicrobianos en condiciones de laboratorio Más información: Sarah M.Schrader et al. Biología de la resistencia antimicrobiana y enfoques para combatirla, Science Translational Medicine (2020). DOI: 10.1126/scitranslmed.aaz6992 Información de la revista: Science Translational Medicine
2020 Science X Network
Cita: Battle royale: Cómo combaten las bacterias antibiotics and up the ante in chemical warfare (23 de julio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-royale-bacteria-antibiotics-ante-chemical.html Este documento está sujeto a derechos de autor . Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.