El Rincón de la Ciencia, Tecnología y el Conocimiento

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Publicado por El Rincón de la Ciencia, Tecnología y el Conocimiento en Jueves, 21 de julio de 2016

FRASES DE CIENCIA

sábado, 15 de octubre de 2011

Resistencia milenaria a los antibióticos

La resistencia a los antibióticos de las bacterias no sería un fenómeno moderno, sino que existiría desde hace, al menos, miles de años.

Un hecho que siempre ha sorprendido a los científicos es la rapidez con la que las bacterias se hacen resistentes a los antibióticos desde que estos fueron desarrollados, hace poco menos de un siglo.

Ahora, investigadores de la Universidad McMaster, en Canadá, han descubierto que esta resistencia ya existía hace al menos 30.000 años.


Uno de los descubrimientos médicos más importantes fue el que hizo Alexander Fleming cuando notó que las bacterias no crecían en una placa de Petri contaminada por hongos Penicillium. 

A partir de ahí pudo aislar la penicilina, antibiótico que ha salvado muchas vidas desde ese momento. Desde entonces se han desarrollado muchos otros antibióticos. Pero uno de los graves problemas que se nos viene en encima es la resistencia a los antibióticos que están adquiriendo las bacterias. 
Se considera que la resistencia antibiótica es un problema actual y que los antibióticos están perdiendo efectividad debido a la propagación de la resistencia en los hospitales. La pregunta más importante es de dónde viene esta resistencia
Nuestro uso y abuso de estos fármacos, tanto en aplicaciones en humanos como en la industria ganadera, está creando cepas de bacterias que son resistentes a los mismos. Las bacterias evolucionan muy rápidamente, tanto por la velocidad en la que se suceden sus generaciones como gracias a la transferencia horizontal de genes. Sin embargo, es difícil explicar que esta resistencia aparezca tan pronto. 

Si no aprendemos a evitar este problema dentro de poco nos veremos avocados a la situación en la que se estaba a principios del siglo XX, cuando una simple infección podía matar a un ser humano.

Lo sorprendente ha sido descubrir ahora que esta capacidad que tienen las bacterias de generar resistencia a los antibióticos se remonta a hace más de 30.000 años. La resistencia a los antibióticos sería una propiedad natural que precedería al uso clínico de los mismos.

Michael G. DeGroote, de McMaster University, y sus colaboradores estudiaron ADN bacteriano procedente de permafrost del Yukon, suelo que se congeló hace 30.000 años en el último periodo interglaciar del Pleistoceno, cuando todavía había mamuts sobre la Tierra. Han estado años estudiando estas muestras durante los cuales usaron el estado del arte en técnicas de biología molecular.

El equipo usado para taladrar fue impregnado de bacterias fluorescentes para saber si éstas podían contaminar las muestras, viendo que no llegaban a contaminar los núcleos. 

Además, para evitar la contaminación con ADN bacteriano moderno que tanto ha afectado a otros estudios, estos investigadores usaron salas limpias especiales.

Demostraron además que en sus muestras no había ADN moderno, como ADN de alce o reno, aunque sí ADN de seres de la época como mamuts.
Identificamos la presencia de estos genes a unas profundidades que coinciden con la edad de otros ADN, como el del mamut

Han descubierto que los genes que proporcionan resistencia a los antibióticos ya existían en el ADN de las bacterias de esa época. Se centraron especialmente en la resistencia específica al antibiótico vancomicina, un problema que apareció en los años ochenta y que continúa asociado a brotes de infecciones adquiridas en hospitales por todo el mundo. Pero también han encontrado resistencia a la tetraciclina o a los antibióticos betalactámicos.

Las superbacterias actuales neutralizan la vancomicina usando un trío de genes denominados colectivamente vanHAX. Juntos consiguen alterar la proteína que es atacada por el fármaco haciendo que éste sea inútil.

Encontraron genes similares de resistencia a los antibióticos (de hecho todo un conjunto vanHAX) en el permafrost a profundidades consistentes con la edad de otros ADN, como el de los mamuts. Aunque estos genes no son exactamente los contemporáneos pertenecen al mismo árbol filogenético. Cuando recrearon en el laboratorio estos genes y sintetizaron las proteínas que expresan, comprobaron que éstas mostraban la misma actividad y tenían la misma estructura que tienen las contemporáneas. 

Es la segunda vez que se logra “revivir” una proteína antigua en el laboratorio.

Según los investigadores, este hallazgo podría tener un impacto importante en la comprensión de la resistencia a los antibióticos.

Los antibióticos son parte de la ecología natural del planeta, y tenemos que ser extremadamente cuidadosos en la forma de usarlos. Los microorganismos han descubierto una forma de burlarlos mucho antes de que incluso sepamos cómo aprovecharlos



Recordemos que muchos antibióticos se obtienen directamente o mediante modificación de otros seres vivos, como los hongos, que han intentado desde siempre evitar el ataque o la competencia de las bacterias. 

Los antibióticos naturales pueden haber aparecido por primera vez hace entre 40 y 2000 millones de años, así que es casi imposible pensar que las bacterias no hayan evolucionado para evitarlos.



Las bacterias del suelo, por ejemplo, son una reserva masiva de genes de resistencia. Incluso se ha descubierto que algunas variedades no sólo resisten los antibióticos, sino que se alimentan de ellos.

También hay reservas de bacterias resistentes en nuestros aparatos digestivos.

Los antibióticos son parte de la ecología natural del planeta así que según estos científicos si pensamos que hemos desarrollado algún fármaco que no es susceptible de inducir resistencia nos engañamos a nosotros mismos. Estas sustancias son parte del mundo natural y, por tanto, tenemos que ser increíblemente cuidadosos en cómo las usamos. Los microorganismos se las han apañado para evitarlas incluso antes de que nosotros sepamos cómo usarlas o supiéramos de su existencia.

Por tanto, a raíz de todo esto, se puede afirmar que la resistencia a los antibióticos no sería un fenómeno moderno.

La próxima meta de estos investigadores es explorar esta resistencia a los antibióticos en el permafrost congelado desde hace millones de años.

Para cada espada antibiótica que desarrollemos las bacterias disponen de los escudos apropiados desde hace, al menos, milenios. Esta carrera de armamentos evolutiva se libra desde hace mucho tiempo, pero somos nosotros los que tenemos que administrar estas armas con sensatez para así no aumentar la presión evolutiva sobre un enemigo que puede ser terrible.

Fuentes: 




VÍDEOS: 

Bacterias resistentes a los antibioticos 

Es irónico que la bacteria que cultivaba Fleming y que sirvió para descubrir la existencia de los antibióticos, el Stafilococo aureus, fuera también la primera en demostrar resistencia a los fármacos. En la actualidad, el 90% de las cepas de esa bacteria son resistentes a la penicilina. El primero en detectar este hecho fue E.Chain, quien observó que algunas ramas de E. Coli que antes habían cedido ante la penicilina, después sobrevivían a su ataque. Esto se confirmó al final de la Segunda Guerra Mundial, porque se administró penicilina de manera indiscriminada. 

La resistencia surge porque las bacterias, como todos los organismos, tienen ligeras diferencias genéticas. Un antibiótico que interfiera en la formación de proteínas en una bacteria y que sea efectivo para el 99,99% de los individuos presentes en una infección siempre deja vivos a algunos, cuyo mecanismo productor de proteínas es ligeramente diferente. Estas bacterias resistirán. Son, según afirmaba Darwin, las más aptas.

Bacterias resistentes 
Con los nuevos ß-lactámicos también han empezado a surgir cepas bacterianas resistentes, aunque aún con frecuencia relativamente baja. 
Actualmente existen problemas de tratamiento con las enterobacterias, e incluso con el gonococo y el meningococo, que tradicionalmente habían sido muy sensibles a las penicilinas. 
Recientemente se ha dado la voz de alarma por la diseminación de cepas de bacilo tuberculoso resistentes a los quimioterápicos de elección a los que eran sensibles. La capacidad de las bacterias de desarrollar resistencias constituye una seria amenaza al futuro uso de los antibióticos, y hace que se tengan que invertir grandes sumas de dinero y esfuerzos de investigación adicionales para intentar hacer frente al problema. Algunos autores han comparado este problema con el episodio de Alicia en el País de las Maravillas en el que la Reina Roja tenía que correr cada vez más deprisa para quedarse en el mismo sitio. 
Sin embargo, algunos quimioterápicos de última generación han vuelto a levantar esperanzas: las fluoroquinolonas (véase epígrafe del cap. 20) están manteniendo e incluso incrementando su efectividad. Por otro lado, hay que pensar en un dato de tipo evolutivo: la mayor parte de las especies bacterianas han sido seleccionadas de modo natural con fenotipos sensibles a antibióticos; los cambios genéticos mutacionales que las convierten en resistentes puede que disminuyan su adaptación a otros factores ecológicos, de modo que probablemente la presión de los antibióticos en realidad conduzca en muchos casos a un equilibrio entre cepas sensibles y cepas resistentes. De hecho se ha comprobado un descenso en la frecuencia de cepas resistentes a los antibióticos que se introdujeron hace más tiempo, lo que quizá indique que para ellos se está alcanzando dicho equilibrio.


Bacterias resistentes: Nuevos antibioticos
Hasta recientemente, los esfuerzos de investigación y desarrollo (I+D) han proporcionado a tiempo nuevos medicamentos para tratar a las bacterias que se han hecho resistentes a los antibióticos antiguos. Esto actualmente ya no es así. La potencial crisis es el resultado de la disminución de los presupuestos de I+D en la industria, la inactividad del gobierno y el incremento de la prevalencia de las bacterias resistentes. 
Los médicos que tratan las enfermedades infecciosas está preocupados por la perspectiva de no disponer de antibióticos eficaces para tratar a pacientes gravemente enfermos en un futuro próximo. La investigación en nuevos antibióticos está casi parada. Las principales empresas farmacéuticas están perdiendo interés en los antibióticos porque no dan tantos beneficos como los medicamentos que tratan las enfermedades crónicas (de larga duración) y las relacionadas con el estilo de vida.

Los antibioticos del futuro 
Millones de bacterias habitan en nuestro cuerpo. El ser humano las necesita para vivir y ellas nos necesitan para sobrevivir. La simbiosis es perfecta, pero a veces las bacterias originan muchas enfermedades. Para combatir estos procesos infecciosos se utilizan antibióticos, pero su abuso ha provocado que las bacterias se hagan resistentes y ya no nos hacen efecto. La solución para desarrollar nuevos antibióticos puede estar en la cristalografía.

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