Científicos de todo el mundo ya están luchando contra la próxima pandemia
Crédito: Riccardo Mayer/Shutterstock.com
Si un niño de dos años que vive en la pobreza en India o Bangladesh se enferma con una infección bacteriana común, hay más de un 50% de probabilidad de que falle un tratamiento antibiótico. De alguna manera, el niño ha adquirido una infección resistente a los antibióticos, incluso a medicamentos a los que quizás nunca haya estado expuesto. ¿Cómo?
Desafortunadamente, este niño también vive en un lugar con agua limpia limitada y menos manejo de desechos, lo que los pone en contacto frecuente con materia fecal. Esto significa que están expuestos regularmente a millones de genes y bacterias resistentes, incluidas superbacterias potencialmente intratables. Esta triste historia es sorprendentemente común, especialmente en lugares donde la contaminación es rampante y el agua limpia es limitada.
Durante muchos años, la gente creía que la resistencia a los antibióticos en las bacterias se debía principalmente al uso imprudente de antibióticos en entornos clínicos y veterinarios. . Pero la creciente evidencia sugiere que los factores ambientales pueden ser de igual o mayor importancia para la propagación de la resistencia a los antibióticos, especialmente en el mundo en desarrollo.
Aquí nos centramos en las bacterias resistentes a los antibióticos, pero la resistencia a los medicamentos también ocurre en tipos de otros microorganismos, como la resistencia en virus, hongos y protozoos patógenos (llamada resistencia a los antimicrobianos o AMR). Esto significa que nuestra capacidad para tratar todo tipo de enfermedades infecciosas se ve cada vez más obstaculizada por la resistencia, lo que podría incluir coronavirus como el SARS-CoV-2, que causa el COVID-19.
En general, el uso de antibióticos, antivirales y los antifúngicos claramente deben reducirse, pero en la mayor parte del mundo, mejorar el agua, el saneamiento y las prácticas de higiene, una práctica conocida como WASH, también es de vital importancia. Si podemos garantizar agua más limpia y alimentos más seguros en todas partes, la propagación de bacterias resistentes a los antibióticos se reducirá en el medio ambiente, incluso dentro y entre las personas y los animales.
Como sugieren las recomendaciones recientes sobre RAM de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), la Organización Mundial de Sanidad Animal (OIE) y la Organización Mundial de la Salud (OMS), a las que contribuyó David, el «problema de las superbacterias» no se resolverá solo con un uso más prudente de antibióticos. También requiere mejoras globales en la calidad del agua, el saneamiento y la higiene. De lo contrario, la próxima pandemia podría ser peor que el COVID-19.
Bacterias bajo estrés
Para comprender el problema de la resistencia, debemos volver a lo básico. ¿Qué es la resistencia a los antibióticos y por qué se desarrolla?
La exposición a los antibióticos ejerce presión sobre las bacterias y, al igual que otros organismos vivos, se defienden. Las bacterias hacen esto compartiendo y adquiriendo genes de defensa, a menudo de otras bacterias en su entorno. Esto les permite cambiar rápidamente, obteniendo fácilmente la capacidad de producir proteínas y otras moléculas que bloquean el efecto del antibiótico.
Este proceso de intercambio de genes es natural y es una gran parte de lo que impulsa la evolución. Sin embargo, a medida que usamos antibióticos cada vez más fuertes y diversos, han evolucionado nuevas y más poderosas opciones de defensa bacteriana, lo que hace que algunas bacterias sean resistentes a casi todo, y el resultado final son superbacterias intratables.
La resistencia a los antibióticos ha existido desde que comenzó la vida, pero recientemente se ha acelerado debido al uso humano. Cuando toma un antibiótico, mata a la gran mayoría de las bacterias objetivo en el sitio de la infección y, por lo tanto, mejora. Pero los antibióticos no matan todas las bacterias que son naturalmente resistentes; otros adquieren genes de resistencia de sus vecinos microbianos, especialmente en nuestro sistema digestivo, garganta y piel. Esto significa que algunas bacterias resistentes siempre sobreviven y pueden pasar al medio ambiente a través de materia fecal tratada inadecuadamente, propagando bacterias y genes resistentes más ampliamente.
La industria farmacéutica inicialmente respondió al aumento de la resistencia desarrollando antibióticos nuevos y más fuertes, pero las bacterias evolucionan rápidamente, haciendo que incluso los nuevos antibióticos pierdan su eficacia rápidamente. Como resultado, el desarrollo de nuevos antibióticos casi se ha detenido porque genera ganancias limitadas. Mientras tanto, la resistencia a los antibióticos existentes continúa aumentando, lo que afecta especialmente a los lugares con mala calidad del agua y saneamiento.
Esto se debe a que en el mundo desarrollado usted defeca y su caca se va al inodoro, y finalmente fluye por una alcantarilla. a una planta de tratamiento de aguas residuales de la comunidad. Aunque las plantas de tratamiento no son perfectas, por lo general reducen los niveles de resistencia en más del 99 %, lo que reduce sustancialmente la resistencia liberada al medio ambiente.
Aguas residuales sin tratar. Crédito: Joa Souza/Shutterstock.com
Por el contrario, más del 70 % del mundo no tiene tratamiento comunitario de aguas residuales ni alcantarillado; y la mayor parte de la materia fecal, que contiene bacterias y genes resistentes, va directamente a las aguas superficiales y subterráneas, a menudo a través de desagües abiertos.
Esto significa que las personas que viven en lugares sin manejo de desechos fecales están expuestas regularmente a la resistencia a los antibióticos de muchas maneras. Incluso es posible la exposición de personas que no hayan tomado antibióticos, como nuestro hijo en el sur de Asia.
Se propaga a través de las heces
La resistencia a los antibióticos está en todas partes, pero no es sorprendente que la resistencia sea mayor en lugares con saneamiento deficiente porque otros factores además del uso son importantes. Por ejemplo, una infraestructura civil fragmentada, la corrupción política y la falta de atención médica centralizada también juegan un papel clave.
Uno podría argumentar cínicamente que la resistencia «extranjera» es un problema local, pero la propagación de la resistencia a los antibióticos no conoce fronteras. Las superbacterias pueden desarrollarse en un lugar debido a la contaminación, pero luego volverse globales debido a los viajes internacionales. Investigadores de Dinamarca compararon los genes de resistencia a los antibióticos en los inodoros de los aviones de larga distancia y encontraron diferencias importantes en el transporte de la resistencia entre las rutas de vuelo, lo que sugiere que la resistencia puede propagarse rápidamente durante el viaje.
La experiencia actual del mundo con la propagación del SARS-CoV-2 muestra cuán rápido pueden moverse los agentes infecciosos con los viajes humanos. El impacto del aumento de la resistencia a los antibióticos no es diferente. No existen agentes antivirales confiables para el tratamiento del SARS-CoV-2, que es la forma en que pueden volverse las cosas para las enfermedades actualmente tratables si permitimos que la resistencia continúe sin control.
Como ejemplo de resistencia a los antibióticos, el gen de la «superbacteria», blaNDM-1, se detectó por primera vez en la India en 2007 (aunque probablemente estaba presente en otros países de la región). Pero poco después, se encontró en un paciente de un hospital en Suecia y luego en Alemania. Finalmente, se detectó en 2013 en Svalbard, en el Alto Ártico. Paralelamente, variantes de este gen aparecieron localmente, pero han evolucionado a medida que avanzan. Se ha producido una evolución similar a medida que se ha propagado el virus COVID-19.
En relación con la resistencia a los antibióticos, los humanos no son los únicos «viajeros» que pueden portar resistencia. La vida silvestre, como las aves migratorias, también puede adquirir bacterias y genes resistentes del agua o los suelos contaminados y luego volar grandes distancias con resistencia en sus intestinos desde lugares con agua de mala calidad a lugares con agua de buena calidad. Durante el viaje, defecan a lo largo de su camino, plantando potencialmente resistencia en casi cualquier lugar. El comercio mundial de alimentos también facilita la propagación de la resistencia de un país a otro y en todo el mundo.
Lo complicado es que la propagación de la resistencia a través de los viajes suele ser invisible. De hecho, las vías dominantes de propagación de la resistencia internacional se desconocen en gran medida porque muchas vías se superponen y los tipos y factores impulsores de la resistencia son diversos.
Las bacterias resistentes no son los únicos agentes infecciosos que pueden propagarse por la contaminación ambiental. Se ha encontrado SARS-CoV-2 en las heces y restos de virus inactivos en las aguas residuales, pero toda la evidencia sugiere que el agua no es una ruta importante de propagación de la COVID-19, aunque hay datos limitados de lugares con saneamiento deficiente.
Entonces, cada caso es diferente. Pero hay raíces comunes para la propagación de enfermedades: la contaminación, la mala calidad del agua y la higiene inadecuada. Usar menos antibióticos es fundamental para reducir la resistencia. Sin embargo, sin proporcionar un saneamiento más seguro y una mejor calidad del agua a escala mundial, la resistencia seguirá aumentando, lo que podría crear la próxima pandemia. Este enfoque combinado es fundamental para las nuevas recomendaciones de la OMS, la FAO y la OIE sobre la resistencia a los antimicrobianos.
Otros tipos de contaminación y desechos hospitalarios
Los desechos industriales, los hospitales, las granjas y la agricultura también son posibles fuentes o impulsores de la resistencia a los antibióticos.
Las modernas plantas de tratamiento de aguas residuales eliminan la mayoría de los microbios AMR. Pero actualmente no son asequibles en gran parte del mundo. Crédito: People Image Studio/Shutterstock.com
Por ejemplo, hace unos diez años, uno de nosotros (David) estudió la contaminación por metales en un río cubano y descubrió que los niveles más altos de genes resistentes se encontraban cerca de un vertedero de desechos sólidos con fugas y debajo. donde los desechos de la fábrica farmacéutica ingresaban al río. Las liberaciones de la fábrica afectaron claramente los niveles de resistencia aguas abajo, pero fueron los metales del vertedero los que se correlacionaron más fuertemente con los niveles de genes de resistencia en el río.
Hay una lógica en esto porque los metales tóxicos pueden estresar a las bacterias, lo que las fortalece y, por cierto, las hace más resistentes a cualquier cosa, incluidos los antibióticos. Vimos lo mismo con los metales en los vertederos chinos, donde los niveles de genes de resistencia en los desagües de los vertederos estaban fuertemente correlacionados con los metales, no con los antibióticos.
De hecho, la contaminación de casi cualquier tipo puede promover la resistencia a los antibióticos, incluidos metales, biocidas, pesticidas y otras sustancias químicas que ingresan al medio ambiente. Muchos contaminantes pueden promover la resistencia en las bacterias, por lo que la reducción de la contaminación en general ayudará a reducir la resistencia a los antibióticos, un ejemplo de lo cual es la reducción de la contaminación por metales.
Los hospitales también son importantes, ya que son tanto reservorios como incubadoras de muchas variedades de resistencia a los antibióticos. incluyendo bacterias resistentes bien conocidas como Enterococcus resistente a la vancomicina (VRE) y Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA). Si bien las bacterias resistentes no se adquieren necesariamente en los hospitales (la mayoría se traen de la comunidad), las bacterias resistentes se pueden enriquecer en los hospitales porque es donde las personas están muy enfermas, se las atiende muy cerca y, a menudo, se les proporcionan antibióticos de «último recurso». Estas condiciones permiten que las bacterias resistentes se propaguen más fácilmente, especialmente las cepas de superbacterias debido a los tipos de antibióticos que se utilizan.
Las descargas de aguas residuales de los hospitales también pueden ser motivo de preocupación. Datos recientes mostraron que las bacterias «típicas» en las aguas residuales de los hospitales portan de cinco a diez veces más genes resistentes por célula que las fuentes comunitarias, especialmente genes que se comparten más fácilmente entre las bacterias. Esto es problemático porque tales bacterias a veces son cepas de superbacterias, como las resistentes a los antibióticos carbapenémicos. Los desechos hospitalarios son una preocupación particular en lugares que no cuentan con un tratamiento efectivo de aguas residuales en la comunidad.
Otra fuente crítica de resistencia a los antibióticos es la agricultura y la acuicultura. Los medicamentos utilizados en la atención veterinaria pueden ser muy similares (a veces idénticos) a los antibióticos utilizados en la medicina humana. Y así, las bacterias y los genes resistentes se encuentran en el estiércol animal, los suelos y el agua de drenaje. Esto es potencialmente significativo dado que los animales producen cuatro veces más heces que los humanos a escala global.
Los desechos de la actividad agrícola también pueden ser especialmente problemáticos porque la gestión de desechos suele ser menos sofisticada. Además, las operaciones agrícolas a menudo se realizan a gran escala y son menos controlables debido a la mayor exposición a la vida silvestre. Finalmente, la resistencia a los antibióticos puede propagarse de los animales de granja a los granjeros y a los trabajadores de alimentos, lo que se ha visto en estudios europeos recientes, lo que significa que esto puede ser importante a escala local.
Estos ejemplos muestran que la contaminación en general aumenta la propagación de resistencia Pero los ejemplos también muestran que los conductores dominantes diferirán según el lugar donde se encuentre. En un lugar, la propagación de la resistencia podría ser alimentada por agua contaminada con heces humanas; mientras que, en otro, podría ser la contaminación industrial o la actividad agrícola. Por lo tanto, las condiciones locales son clave para reducir la propagación de la resistencia a los antibióticos, y las soluciones óptimas diferirán de un lugar a otro. Las soluciones únicas no sirven para todos.
Los planes de acción nacionales impulsados a nivel local son, por lo tanto, esenciales, como recomiendan encarecidamente las nuevas directrices de la OMS, la FAO y la OIE. En algunos lugares, las acciones pueden centrarse en los sistemas de salud; mientras que, en muchos lugares, la promoción de agua más limpia y alimentos más seguros también es fundamental.
Pasos simples
Está claro que debemos usar un enfoque holístico (lo que ahora se llama «One Health» ) para reducir la propagación de la resistencia entre las personas, los animales y el medio ambiente. Pero, ¿cómo hacemos esto en un mundo que es tan desigual? Ahora se acepta que el agua limpia es un derecho humano incluido en la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible de la ONU. Pero, ¿cómo podemos lograr «agua limpia para todos» asequible en un mundo donde la geopolítica a menudo supera las necesidades y realidades locales?
Las mejoras globales en el saneamiento y la higiene deberían acercar al mundo a la solución del problema de la resistencia a los antibióticos. Pero tales mejoras deberían ser solo el comienzo. Una vez que existan mejores condiciones de saneamiento e higiene a escala mundial, nuestra dependencia de los antibióticos disminuirá debido a un acceso más equitativo al agua limpia. En teoría, el agua limpia junto con la disminución del uso de antibióticos provocará una espiral descendente en la resistencia.
Esto no es imposible. Sabemos de una aldea en Kenia donde simplemente trasladaron su suministro de agua a una pequeña colina en lugar de cerca de sus letrinas. También se ordenó el lavado de manos con agua y jabón. Un año después, el uso de antibióticos en la aldea era insignificante porque muy pocos aldeanos no se encontraban bien. Este éxito se debe en parte a la ubicación remota del pueblo y a los aldeanos muy proactivos. Pero muestra que el agua limpia y la mejora de la higiene pueden traducirse directamente en una reducción del uso y la resistencia a los antibióticos.
Baños públicos en Haryana, India. Crédito: Rinku Dua/Shutterstock.com
Esta historia de Kenia muestra aún más cómo las acciones simples pueden ser un primer paso crítico para reducir la resistencia global. Pero tales acciones deben realizarse en todas partes y en múltiples niveles para resolver el problema global. Esto no es gratuito y requiere cooperación internacional, incluidas políticas, planificación e infraestructura y prácticas de gestión apolíticas enfocadas.
Algunos grupos bien intencionados han intentado encontrar soluciones novedosas, pero esas soluciones a menudo son demasiado tecnológicas. Y las tecnologías occidentales de agua y aguas residuales «listas para usar» rara vez son óptimas para su uso en los países en desarrollo. A menudo son demasiado complejos y costosos, pero también requieren mantenimiento, repuestos, habilidades operativas y aceptación cultural para ser sostenibles. Por ejemplo, construir una planta de tratamiento de aguas residuales de lodos activados avanzada en un lugar donde el 90% de la población no tiene conexiones de alcantarillado no tiene sentido.
Simple es más sostenible. Como ejemplo obvio, necesitamos reducir la defecación al aire libre de una manera económica y socialmente aceptable. Esta es la mejor solución inmediata en lugares con infraestructura de saneamiento limitada o sin uso, como la India rural. La innovación es sin duda importante, pero debe adaptarse a las realidades locales para tener la posibilidad de mantenerse en el futuro.
Un liderazgo y una gobernanza sólidos también son fundamentales. La resistencia a los antibióticos es mucho menor en lugares con menos corrupción y una gobernanza sólida. La resistencia también es menor en lugares con mayor gasto público en salud, lo que implica que la política social, la acción comunitaria y el liderazgo local pueden ser tan importantes como la infraestructura técnica.
¿Por qué no solucionamos el problema?
Si bien existen soluciones para la resistencia a los antibióticos, falta una cooperación integrada entre la ciencia y la ingeniería, la medicina, la acción social y la gobernanza. Si bien muchas organizaciones internacionales reconocen la magnitud del problema, la acción global unificada no está ocurriendo lo suficientemente rápido.
Hay varias razones para esto. Los investigadores en atención médica, ciencias e ingeniería rara vez están en la misma página, y los expertos a menudo no están de acuerdo sobre qué se debe priorizar para prevenir la resistencia a los antibióticos, lo que confunde la orientación. Desafortunadamente, muchos investigadores de resistencia a los antibióticos a veces también sensacionalizan sus resultados, solo informan malas noticias o exageran los resultados.
La ciencia continúa revelando las causas probables de la resistencia a los antibióticos, lo que muestra que ningún factor único impulsa la evolución y la propagación de la resistencia. Como tal, se necesita una estrategia que incorpore medicina, medio ambiente, saneamiento y salud pública para brindar las mejores soluciones. Los gobiernos de todo el mundo deben actuar al unísono para cumplir los objetivos de saneamiento e higiene de acuerdo con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU.
Los países más ricos deben trabajar con los más pobres. Pero, las acciones contra la resistencia deben enfocarse en las necesidades y planes locales porque cada país es diferente. Necesitamos recordar que la resistencia es un problema de todos y todos los países tienen un papel en la solución del problema. Esto es evidente a partir de la pandemia de COVID-19, donde algunos países han mostrado una cooperación encomiable. Los países más ricos deberían invertir para ayudar a proporcionar opciones de gestión de residuos localmente adecuadas para los más pobres que se puedan mantener y sostener. Esto tendría un impacto más inmediato que cualquier tecnología de «inodoro del futuro».
Y es clave recordar que la crisis mundial de resistencia a los antibióticos no existe de forma aislada. Otras crisis globales superponen la resistencia; como el cambio climático. Si el clima se vuelve más cálido y seco en partes del mundo con una infraestructura de saneamiento limitada, podría producirse una mayor resistencia a los antibióticos debido a concentraciones de exposición más altas. Por el contrario, si se producen mayores inundaciones en otros lugares, se producirá un mayor riesgo de que los desechos fecales y de otro tipo se extiendan por paisajes enteros sin tratar, lo que aumentará la exposición a la resistencia a los antibióticos de manera ilimitada.
La resistencia a los antibióticos también tendrá un impacto en el lucha contra el COVID-19. Como ejemplo, las infecciones bacterianas secundarias son comunes en pacientes gravemente enfermos con COVID-19, especialmente cuando ingresan en una UCI. Entonces, si dichos patógenos son resistentes a las terapias críticas con antibióticos, no funcionarán y darán como resultado tasas de mortalidad más altas.
Independientemente del contexto, la mejora del agua, el saneamiento y la higiene deben ser la columna vertebral para detener la propagación de la RAM. , incluida la resistencia a los antibióticos, para evitar la próxima pandemia. Se están logrando algunos avances en términos de cooperación global, pero los esfuerzos aún están demasiado fragmentados. Algunos países están progresando, mientras que otros no.
La resistencia debe verse bajo una luz similar a otros desafíos globales, algo que amenaza la existencia humana y el planeta. Al igual que con el cambio climático, la protección de la biodiversidad o la COVID-19, se necesita la cooperación mundial para reducir la evolución y propagación de la resistencia. Agua más limpia y una mejor higiene son la clave. Si no trabajamos juntos ahora, todos pagaremos un precio aún mayor en el futuro.
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Superbacterias a prueba de balas en una marcha mortal alrededor del mundo Proporcionado por The Conversation
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: Los científicos de todo el mundo ya están luchando contra la próxima pandemia (9 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-scientists- world-pandemic.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.