Los científicos pueden haber descubierto una nueva arma en la lucha contra las superbacterias resistentes a los antibióticos: medicamentos que congelan la evolución bacteriana en su camino.
Las bacterias resistentes a los antibióticos son esos microbios que de alguna manera sobreviven incluso bajo el ataque de megadrugs destinados a matarlos. Cada año, al menos 2.8 millones de personas en los EE. UU. Atrapan una de estas bacterias u hongos resistentes fuertes, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC).
Una de las formas en que las bacterias evolucionan para convertirse en "resistentes a los antibióticos" es recogiendo material genético flotante de sus entornos. Luego incorporan los genes eliminados en su propio ADN. De esta manera, las bacterias pueden recolectar genes desprendidos de microbios que ya son resistentes y, por lo tanto, ganar resistencia ellos mismos. Pero las bacterias no pueden atrapar trozos de ADN descarriados sin el equipo adecuado; Los "errores" primero deben entrar en un estado llamado "competencia" para construir la maquinaria necesaria para recoger el material genético de su entorno.
Las bacterias se vuelven competentes cuando se las somete a estrés, como cuando se someten a tratamientos con antibióticos. Los estudios sugieren que varias clases comunes de antibióticos en realidad impulsan la propagación de la resistencia a los antibióticos al empujar a las bacterias a un estado estresado. Pero ahora, un nuevo estudio de la bacteria. steotococos neumonia ha destacado una posible solución a este problema paradójico: medicamentos que evitan que las bacterias se vuelvan competentes en primer lugar.
Para el estudio, publicado el martes (3 de marzo) en la revista Cell Host & Microbe, los investigadores pusieron a prueba esta estrategia en un modelo de ratón y bloquearon con éxito varias cepas de S. pneumoniae de volverse competentes e intercambiar genes dentro de los ratones. La bacteria, que generalmente vive en la nariz y la garganta humana, puede desencadenar infecciones graves si migran al torrente sanguíneo, los senos, los oídos, los pulmones o los tejidos que cubren el cerebro o la médula espinal, según los CDC.
Los antibióticos son el único tratamiento disponible para estas infecciones, pero en más del 30% de los casos, el S. pneumoniae Las cepas son resistentes a uno o más antibióticos. Si los llamados medicamentos "anti-evolución" resultan seguros en humanos, quizás los medicamentos podrían ayudar a prevenir que más cepas adquieran resistencia, sugirieron los investigadores.
Deteniendo la propagación
Los investigadores analizaron más de 1.300 medicamentos para determinar cuáles podrían detener la competencia. Los resultados apuntaron a 46 de estos medicamentos, incluidos medicamentos antipsicóticos, antimicrobianos y un medicamento antipalúdico. Aunque diversos, todos los medicamentos impiden la competencia a dosis bajas a través del mismo mecanismo, encontraron los investigadores.
"La vía de la competencia se ha estudiado durante décadas, y conocemos todos los componentes clave", señalaron los autores del estudio Jan-Willem Veening, profesor del Departamento de Microbiología Fundamental de la Universidad Suiza de Lausana, y Arnau Domenech, investigador postdoctoral en Veening. laboratorio, le dijo a Live Science en un correo electrónico.
Un componente clave, conocido como la fuerza motriz de protones (PMF), permite a la célula producir energía, importar nutrientes y transportar carga dentro y fuera de su cuerpo. Cuando las bacterias entran en ese estado competente, generalmente bombean un péptido llamado CSP, que se acumula fuera de la célula y desencadena la competencia (la capacidad de capturar restos de genes resistentes a los antibióticos) una vez que se ha acumulado más allá de un cierto umbral.
Pero cuando se somete a medicamentos contra la evolución, S. pneumoniae ya no puede mantener un PMF normal y el transportador que generalmente bombea fallas de CSP. "Como la vía de competencia está estrictamente regulada, si no se exporta CSP, la expresión de los compuestos clave se bloquea y se inhibe la competencia", dijeron Domenech y Veening.
Los autores probaron el efecto de medicamentos seleccionados, un antimicrobiano, antipsicótico y antipalúdico, en cultivos S. pneumoniae y descubrieron que todos bloquearon la competencia al interrumpir ese componente PMF. Encontraron los mismos resultados tanto en ratones vivos como en células humanas en platos de laboratorio.
"La belleza del presente trabajo es que encontramos varios compuestos ... que pueden alterar ligeramente el PMF sin afectar el crecimiento normal de la célula", agregaron Domenech y Veening.
"Está interrumpiendo el crecimiento de la bacteria que impulsa la selección de resistencia", dijo Andrew Read, profesor de ecología y biología de enfermedades en la Universidad Estatal de Pensilvania que no participó en el estudio. Si las drogas pueden bloquear la competencia sin conducir a las células a desarrollar resistencia, "entonces los insectos permanecerían sensibles" al tratamiento con antibióticos, dijo.
Se necesitarán estudios futuros para determinar si "los fármacos 'anti-evolución' se pueden usar de manera realista en combinación con antibióticos para prevenir la propagación de la resistencia a los antibióticos", anotaron los autores en su artículo. "Nuestros próximos pasos serán probar si son específicos para steotococos neumonia o si también pueden bloquear la adquisición de resistencia en otros patógenos humanos ", dijo Domenech y Veening a Live Science. Read dijo que la filosofía de descarrilar la evolución para prevenir la resistencia debería trasladarse a otros insectos, pero los objetivos exactos de los medicamentos pueden diferir entre ellos.
Al desarrollar los medicamentos para uso humano, los científicos deberán ser inteligentes en la forma en que diseñan los ensayos clínicos, agregó Read. "Es un medicamento para 'proteger la terapéutica', en lugar de un medicamento terapéutico en sí mismo", lo que significa que el objetivo de las drogas no sería tratar a las personas, por decir, sino prevenir la resistencia, dijo.
"En lugar de apuntar a matar insectos", como muchos grupos pretenden lograr con nuevos medicamentos antibióticos, "esto está tratando de detener la entrada de variación genética sobre la cual la selección puede actuar". Leer dicho. "Para mí, grandes primeros pasos, vamos".
