Opinión: “Santuarios de drogas” ofrecen esperanza a un mundo post-antibiótico
ISTOCK, ERAXIONCorremos el riesgo de entrar en una era post-antibiótico.
Cada año desde 2013, una importante institución mundial, incluido el Foro Económico Mundial, la Organización Mundial de la Salud y la Asamblea General de las Naciones Unidas, ha emitido esta grave advertencia al mundo.
El futuro de los antibióticos es desalentador. Cuando los medicamentos no funcionan, nos enfermamos más a menudo. Nos quedamos enfermos por más tiempo. Esto daña la economía porque las personas enfermas no trabajan.
En respuesta, en realidad solo tenemos dos opciones.
Una es reunir más flechas en nuestro carcaj y descubrir nuevos antibióticos. a los que los microbios como las bacterias no son actualmente resistentes.
El segundo es gestionar mejor nuestro actual arsenal de medicamentos para que sigan siendo efectivos durante el mayor tiempo posible. La clave para hacer esto es reducir la carga global de resistencia a los antibióticos al disminuir la cantidad de medicamentos que usamos.
Entregando…
La primera estrategia de respuesta a la resistencia a los antibióticos es no es tan fácil como parece. Si bien hay muchas terapias nuevas potenciales que podrían ser efectivas, hay pocos incentivos para que la industria invierta en su desarrollo.
Tal vez podríamos entregar nuestros medicamentos de manera que dificultarían la resistencia a evolucionar y diseminarse.
Si un antibiótico funciona bien, se usa por un período breve, de unos pocos días a un par de semanas como máximo. El rendimiento comercial de un medicamento diseñado para tratar enfermedades no transmisibles de larga duración, como el cáncer, por ejemplo, puede ser mucho mayor porque los medicamentos se usan durante más tiempo.
La lógica de la segunda estrategia es directo. El uso generalizado de antibióticos en medicina y agricultura significa que una variante de una bacteria resistente a los medicamentos disfrutará de una fuerte ventaja selectiva y puede propagarse rápidamente. Entonces, al reducir el uso de drogas, reducimos la presión de selección sobre la resistencia y disminuimos la velocidad a la que la resistencia evoluciona y se propaga. Simple.
Excepto que no lo es. ¿Cómo, precisamente, deberíamos reducir el volumen de drogas que usamos?
No podemos simplemente introducir una prohibición general de las recetas y dejar de usar drogas por completo. Si mi ser querido está enfermo y hay un fármaco que puede mejorarlo, quiero ese fármaco.
Pero, ¿quizás podríamos administrar nuestros fármacos de formas que dificulten la evolución y propagación de la resistencia? ¿Y prolongar así la cantidad de tiempo que una droga permanece efectiva?
Crear santuarios de drogas
Una sugerencia que mi grupo de investigación ha estado explorando es hacer uso de santuarios de drogas, o ambientes libres de drogas para reducir efectivamente la fuerza de selección para la resistencia.
Si las variantes de microbios sensibles a las drogas tienen una ventaja de crecimiento sobre los resistentes cuando no hay drogas cerca, entonces las variantes sensibles predominarían en los refugios libres de drogas. y ayudar a evitar que los resistentes se apoderen de la población.
Los santuarios de drogas podrían usarse en los hospitales. Por ejemplo, diferentes salas podrían restringir el uso de ciertas drogas (generando una forma de santuario espacial) o podrían alternar el uso de una droga en la misma sala a lo largo del tiempo (una forma de santuario temporal).
Evolutivo Los modelos pueden ayudarnos a guiarnos aquí. La variación en el tiempo es como pagar impuestos: no se puede evitar. Una variante que evoluciona en un entorno que varía temporalmente es la que funciona mejor en todas las condiciones experimentadas.
La variación en el espacio, por otro lado, brinda más opciones porque las diferentes ubicaciones pueden actuar como refugios para los especialistas. variantes de bacterias. Debido a que esas ubicaciones siempre están disponibles, los especialistas pueden coexistir indefinidamente. Al menos en teoría.
Ganando tiempo
Esto parece ser lo que sucedió cuando hicimos un experimento para probar la teoría.
Resistencia a los de uso común El antibiótico ciprofloxacino tardó más en propagarse en las poblaciones de laboratorio del patógeno oportunista Pseudomonas aeruginosa, una bacteria que causa infecciones agudas en hospitales, especialmente en unidades de cuidados intensivos, e infecciones crónicas en los pulmones de pacientes con fibrosis quística cuando los santuarios de medicamentos eran experimentado en el espacio en lugar del tiempo.
Eventualmente necesitaremos nuevas flechas en nuestro carcaj.
Las variantes genéticas resistentes y sensibles en realidad coexistieron en santuarios espaciales debido a una compensación entre la resistencia y la tasa de crecimiento.
Las variantes resistentes podían resistir la droga, pero crecían mucho más lentamente que las sensibles en el santuario. El resultado fue que ninguno podía ser eliminado por selección natural.
Lo que nos sorprendió, sin embargo, fue que con el tiempo, esta compensación se rompió.
Las cepas resistentes en realidad ganaron mutaciones. que mejoró su capacidad de crecer en ausencia de la droga. Al final del experimento, la mayoría de las poblaciones en el santuario espacial estaban dominadas por cepas resistentes a los antibióticos.
Evidentemente, los santuarios de drogas en el espacio podrían permitirnos seguir usando drogas por más tiempo, pero no indefinidamente. Eventualmente necesitaremos nuevas flechas en nuestro carcaj.
Un desafío para la biología evolutiva
Nuestros experimentos son altamente artificiales y están restringidos a una cepa de un patógeno que evoluciona en respuesta a un fármaco en el condiciones definidas y controladas de un laboratorio.
Queda por ver si nuestras conclusiones son válidas para otros microbios y otras drogas, o para redes de transmisión más complicadas características de los hospitales y las comunidades en las que están integrados.
Lo que nuestro trabajo nos permite hacer es llegar directamente a los mecanismos ecológicos y genéticos responsables del surgimiento, coexistencia y eventual desaparición de la diversidad.
Usar estos principios evolutivos en situaciones más complejas y reales situaciones mundiales para gestionar nuestro arsenal de medicamentos durante el mayor tiempo posible será un gran desafío para la biología evolutiva en los próximos años.
Rees Kassen es profesor de biología evolutiva en la Universidad de Ottawa .
El artículo apareció por primera vez d en La conversación. Léalo aquí.
¿Interesado en leer más?
The Scientist ARCHIVES
Conviértase en miembro de
Reciba acceso completo a más de 35 años de archivos, así como a TS Digest, ediciones digitales de The ¡Científico, artículos destacados y mucho más!Únase gratis hoy ¿Ya es miembro?Inicie sesión aquí