Superbacterias atrapadas en el acto de transferir un plásmido de resistencia a antibióticos
Descubren un posible talón de Aquiles de las bacterias resistentes a los antibióticos
Para investigar esto a fondo, los investigadores se centraron en los mecanismos fisiológicos relacionados con los ribosomas
El problema de las bacterias resistentes a los medicamentos no para de aumentar. Aunque se han realizado numerosos estudios, no se sabe muy bien por qué ocurre esto. Sin embargo, la solución podría estar cerca. Un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de California en San Diego (Estados Unidos) ha descubierto una vulnerabilidad en las cepas de bacterias que se resisten a los fármacos.
En colaboración con laboratorios de la Universidad Estatal de Arizona (Estados Unidos) y la Universitat Pompeu Fabra (España), el profesor Gürol Süel y sus colegas de la Facultad de Ciencias Biológicas de la UC San Diego investigaron la resistencia a los antibióticos de la bacteria Bacillus subtilis.
El estudio, publicado en la revista científica Science Advances y al que ha accedido Efe, se basó en la pregunta de por qué las variantes mutantes de las bacterias no proliferan y se apoderan de la población una vez que han desarrollado una ventaja en cuanto a la resistencia a los antibióticos. Al tener una ventaja sobre otras bacterias que carecen de una resistencia similar a los antibióticos, dichas bacterias deberían convertirse en dominantes. Sin embargo, no lo son
La respuesta a esta incógnita, según el nuevo estudio, es que la resistencia a los antibióticos tiene un coste. Si bien la resistencia a los antibióticos proporciona algunas ventajas para que las bacterias sobrevivan, el equipo descubrió que también está vinculada a una limitación fisiológica que dificulta su posible dominio. Este hecho, señalan los investigadores, podría aprovecharse para detener la propagación de la resistencia a los antibióticos.
Süel, miembro del Departamento de Biología Molecular de la UC San Diego, apunta que han descubierto «un talón de Aquiles de las bacterias resistentes a los antibióticos». Así, afirma que pueden aprovechar este costo para suprimir «el establecimiento de la resistencia a los antibióticos sin medicamentos ni productos químicos nocivos».
El magnedio, un elemento clave
En todas las células vivas, incluidas las bacterianas, se producen mutaciones espontáneas del ADN. Algunas de estas mutaciones provocan resistencia a los antibióticos. Para investigar esto a fondo, Süel y sus compañeros se centraron en los mecanismos fisiológicos relacionados con los ribosomas, las micromáquinas que hay dentro de las células y que desempeñan un papel fundamental en la síntesis de proteínas y la traducción de códigos genéticos.
Todas las células dependen de iones cargados, como los iones de magnesio, para sobrevivir. Los ribosomas dependen de los iones de magnesio, ya que este catión metálico ayuda a estabilizar su estructura y función. Sin embargo, el modelado a escala atómica durante la nueva investigación descubrió que las variantes mutantes de ribosomas que otorgan resistencia a los antibióticos compiten excesivamente por los iones de magnesio con las moléculas de trifosfato de adenosina (ATP), que proporcionan energía para impulsar las células vivas. Los modelos matemáticos demostraron además que esto da como resultado un tira y afloja entre los ribosomas y el ATP por un suministro limitado de magnesio en la célula.
Al estudiar una variante del ribosoma de Bacillus subtilis llamada «L22», los investigadores descubrieron que la competencia por el magnesio dificulta el crecimiento de L22 más que un ribosoma «de tipo salvaje» normal que no es resistente a los antibióticos. Por lo tanto, la competencia impone un costo fisiológico vinculado a las bacterias mutantes con resistencia, apunta Efe.
«Si bien a menudo pensamos en la resistencia a los antibióticos como un beneficio importante para la supervivencia de las bacterias, descubrimos que la capacidad de hacer frente a la limitación de magnesio en su entorno es más relevante para la proliferación bacteriana», afirma Süel.
Esta debilidad recién descubierta puede utilizarse ahora como objetivo para contrarrestar la resistencia a los antibióticos sin el uso de fármacos o productos químicos tóxicos. Por ejemplo, puede ser posible quelar iones de magnesio de entornos bacterianos, lo que debería inhibir selectivamente las cepas resistentes sin afectar a las bacterias de tipo salvaje que pueden ser beneficiosas para nuestra salud. «Mostramos que a través de una mejor comprensión de las propiedades moleculares y fisiológicas de las bacterias resistentes a los antibióticos, podemos encontrar nuevas formas de controlarlas sin el uso de fármacos», enuncia Süel.
En octubre, Süel y sus colegas de la Universidad de Chicago anunciaron un enfoque independiente para combatir la crisis sanitaria de las bacterias resistentes a los antibióticos. Su desarrollo de un dispositivo bioelectrónico que aprovecha la actividad eléctrica natural de ciertas bacterias que se encuentran en nuestra piel allana el camino para otro enfoque sin fármacos para controlar las infecciones. Se demostró que el avance reduce los efectos nocivos de Staphylococcus epidermidis, una bacteria común conocida por causar infecciones adquiridas en el hospital y contribuir a la resistencia a los antibióticos. En ambos estudios, los investigadores utilizaron iones cargados para controlar las bacterias.
«Nos estamos quedando sin antibióticos eficaces y su uso desenfrenado durante décadas ha hecho que se propaguen por todo el mundo, desde el Ártico hasta los océanos y nuestras aguas subterráneas», destaca Süel. «Se necesitan alternativas sin fármacos para tratar las infecciones bacterianas y nuestros dos estudios más recientes muestran cómo podemos lograr un control sin fármacos de las bacterias resistentes a los antibióticos».
