La antigua lucha contra los antibióticos
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Aunque los humanos han estado usando antibióticos solo durante los últimos 60 años, los genes de resistencia a los antibióticos han existido durante miles, tal vez incluso Millones de años. En un nuevo estudio publicado en línea en Nature hoy (31 de agosto), los investigadores informan que encontraron genes que codifican la resistencia a los antibióticos de uso común como la penicilina, la tetraciclina y la vancomicina en muestras bacterianas de 30 000 años de antigüedad del permafrost canadiense. .
Los microbiólogos han sospechado durante mucho tiempo que los genes de resistencia a los antibióticos han existido durante mucho más tiempo que los antibióticos han estado en uso, tal vez incluso desde que los microbios han existido, pero «los datos no habían estado allí», dijo Stuart Levy, profesor de microbiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts que no participó en el estudio. «Este es realmente un documento sólido que muestra que los genes de resistencia a los antibióticos, que se parecen a los que tenemos ahora, existían hace 30 000 años».
El problema de la resistencia a los antibióticos…
En estas bacterias patógenas, la aparición de resistencia a los antibióticos parecía estar ligada al uso generalizado de antibióticos en humanos y en la agricultura, señaló el autor del estudio, Gerry Wright, bioquímico que investiga la resistencia a los antibióticos en la Universidad McMaster. Pero este no es el caso de las bacterias ambientales, como las que viven en los suelos y en ambientes acuáticos. Cuando Wright llevó a cabo un extenso estudio sobre la resistencia a los antibióticos en los microbios del suelo en 2006, descubrió que, para las bacterias ambientales, la resistencia a los antibióticos es la norma.
Estos organismos viven en un lugar bastante hostil, explicó Wright. Están bajo un aluvión constante de productos químicos antimicrobianos producidos por hongos, plantas, invertebrados y otras bacterias. Prácticamente tuvieron que desarrollar resistencia solo para vivir donde viven.
De hecho, las bacterias patógenas parecen obtener la mayoría de sus genes de resistencia a los antibióticos a través de la transferencia horizontal de genes de estos organismos.
Para ver cuánto tiempo atrás podía encontrar estos genes de resistencia en el medio ambiente, Wright y su equipo excavaron núcleos de hielo del permafrost en Bear Creek en Yukon, Canadá. Debido a que el suelo congelado no se ha descongelado en decenas de miles de años, no ha habido mezcla de bacterias superficiales y subterráneas.
Con la ayuda del experto en ADN antiguo de la Universidad McMaster de Canadá, Hendrik Poinar, el equipo extrajo el ADN de las muestras heladas que datan de hace 30 milenios y las investigó en busca de genes conocidos de resistencia a los antibióticos. Encontraron rastros de genes como -lactamasa (que confiere resistencia a la penicilina), tetM (que protege a las células contra los antibióticos de tetraciclina) y la combinación de tres genes necesaria para la resistencia al antibiótico glicopéptido vancomicina (vanH–vanA–vanX).
Son ligeramente diferentes a nivel de secuencia pero son claramente parte de la misma familia de genes, explicó Wright. La realización de cristalografía de rayos X en una copia reensamblada de la antigua secuencia vanA reveló que su producto proteico tenía la misma estructura y función que el producido por la bacteria moderna Enterococcus faecium.
Los genes eran igual de efectivos hace 30.000 años y se parecen a los que existen ahora, dijo Wright. Eso nos dice que la resistencia es antigua y generalizada en el medio ambiente.
Sin embargo, aún queda por determinar si estos genes se usaron para combatir los antibióticos naturales, dijo Levy. No sabemos si están ahí por la resistencia o si están haciendo otra cosa. Se sabe, por ejemplo, que algunos compuestos de resistencia a los antibióticos pueden actuar como moléculas de señalización. Alternativamente, pueden haber estado involucrados en la producción de antibióticos, si las bacterias antiguas produjeron sus propios antibióticos.
«Estos genes están altamente relacionados con genes innatos vinculados a vías que crean el antibiótico, que son parte de la fisiología básica de las bacterias productoras de antibióticos», dijo Marilyn Roberts, quien investiga la resistencia a los antibióticos en la Universidad de Washington y que no participó en el estudio.
Sin embargo, estudios como este deberían servir como una cuento con moraleja para el uso de antibióticos, agregó Levy, quien preside la Alianza para el Uso Prudente de Antibióticos. No encontraremos un antibiótico que no tenga también un gen de resistencia.
VM D’Costa, et. al., Antibiotic Resistance is Ancient, Nature, doi:10.1038/nature10388, 2011.
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