El talón de Aquiles de las bacterias resistentes a los antibióticos

Para combatir la creciente crisis de resistencia a los antibióticos, los investigadores están profundizando en los mecanismos biológicos detrás de la supervivencia bacteriana. Un nuevo estudio, dirigido por el profesor Gürol Süel en la Universidad de California en San Diego, junto con colaboradores de la Universidad Estatal de Arizona y la Universitat Pompeu Fabra en España, ha descubierto una vulnerabilidad dentro de las bacterias resistentes a los antibióticos. El foco de su investigación fue Bacillus subtilis, una bacteria conocida por su capacidad de desarrollar resistencia a los antibióticos. La pregunta central que impulsó su investigación fue por qué las bacterias mutantes con rasgos resistentes a los antibióticos no dominan automáticamente sus poblaciones. Aunque la presencia de un gen resistente a los antibióticos debería dar a una bacteria una ventaja de supervivencia, estos mutantes no necesariamente superan a las variantes no resistentes. El equipo descubrió que la resistencia no es un pase libre para el crecimiento descontrolado. En cambio, viene con un costo oculto, específicamente, una limitación fisiológica que impide que estas cepas resistentes se vuelvan dominantes. Los hallazgos fueron publicados en la revista Science Advances y revelaron que la resistencia a los antibióticos impone una carga metabólica. Este descubrimiento es particularmente importante porque sugiere una nueva forma de abordar la resistencia a los antibióticos, una que no depende de los medicamentos tradicionales o productos químicos dañinos. En lugar de tratar de matar a las bacterias resistentes, los científicos podrían aprovechar este costo metabólico para limitar su crecimiento. En el centro de su investigación estaba el papel de los ribosomas en las células bacterianas. Los ribosomas, las máquinas moleculares responsables de la síntesis de proteínas, dependen de los iones de magnesio para funcionar correctamente. Sin embargo, las bacterias resistentes, a través de mutaciones genéticas, crean variantes de ribosomas que compiten desproporcionadamente con las moléculas de trifosfato de adenosina (ATP) por los iones de magnesio. El ATP es la principal fuente de energía para las células bacterianas. Esta competencia por el magnesio entre los ribosomas y el ATP da como resultado una desventaja fisiológica para las bacterias resistentes. En el caso de Bacillus subtilis, una variante de ribosoma mutada llamada “L22” se ve más obstaculizada por esta competencia que un ribosoma normal, no resistente. Los investigadores descubrieron que esta disminución del magnesio ralentizó el crecimiento de las cepas resistentes, impidiéndoles superar a la población como se esperaba. Esto sugiere que la limitación de magnesio podría usarse como una estrategia para suprimir las bacterias resistentes a los antibióticos. “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 importante para la proliferación bacteriana”, dijo Süel. El descubrimiento del equipo abre la posibilidad de dirigir el magnesio en entornos bacterianos para inhibir selectivamente las cepas resistentes sin afectar a las bacterias no resistentes. Un método potencial podría implicar la quelación de iones de magnesio, que esencialmente se unirían y eliminarían el magnesio, privando a las bacterias resistentes de este recurso crítico. Además, este estudio se suma a un creciente cuerpo de investigación que busca soluciones sin medicamentos para el problema global de la resistencia a los antibióticos. A principios de octubre, Süel y sus colegas de la Universidad de Chicago dieron a conocer un dispositivo bioelectrónico que aprovecha la actividad eléctrica de las bacterias de la piel humana para combatir las infecciones. Este método, que ha demostrado ser eficaz contra el Staphylococcus epidermidis (una fuente habitual de infecciones intrahospitalarias), constituye otro ejemplo de cómo podríamos gestionar la resistencia bacteriana sin depender de los antibióticos tradicionales. Como señala Süel, el uso excesivo y la difusión generalizada de antibióticos han llevado a una situación desesperada en la que los antibióticos nuevos y eficaces son cada vez más escasos. “Nos estamos quedando sin antibióticos eficaces”, advirtió, “y su uso desenfrenado a lo largo de las décadas ha hecho que los antibióticos se propaguen por todo el mundo, desde el Ártico hasta los océanos y nuestras aguas subterráneas”. La necesidad de alternativas innovadoras y sin fármacos nunca ha sido más urgente, y esta nueva investigación ofrece una vía prometedora para controlar las bacterias resistentes a los antibióticos.

Comentario de la columnista de SuppBase Alice Winters

La investigación realizada por el profesor Süel y sus colegas es un ejemplo fascinante de cómo la investigación científica está cambiando hacia soluciones más sofisticadas y no farmacológicas para una crisis de salud global. Si bien los antibióticos han sido la piedra angular de la medicina moderna durante décadas, su uso excesivo ha dado lugar a bacterias resistentes, lo que hace que la necesidad de tratamientos alternativos sea más apremiante. La idea central de este estudio (que la resistencia a los antibióticos conlleva un costo metabólico) podría cambiar las reglas del juego. Cambia el paradigma de intentar superar la resistencia bacteriana con medicamentos cada vez más potentes a comprender y explotar las limitaciones naturales de estas bacterias. La idea de utilizar la limitación de magnesio como un método selectivo para suprimir las bacterias resistentes es novedosa y convincente. Aprovecha las vulnerabilidades biológicas de las bacterias, lo que podría conducir a tratamientos altamente específicos y menos dañinos que no contribuyan al ciclo de resistencia. Sin embargo, por muy prometedor que sea este enfoque, es importante ser cauteloso. El uso de la quelación del magnesio, por ejemplo, puede tener consecuencias no deseadas para el entorno del huésped. El magnesio es un elemento esencial en muchos procesos biológicos en los seres humanos y otros animales, por lo que las intervenciones dirigidas a él deben ajustarse con precisión para evitar alterar el ecosistema microbiano más amplio. Se necesitarán más estudios para evaluar la seguridad y la viabilidad de estos métodos. En el contexto más amplio de la lucha contra la resistencia a los antibióticos, esta investigación ofrece una alternativa refrescante a los enfoques tradicionales. Al centrarse en los factores ambientales y fisiológicos que sustentan la supervivencia bacteriana, en lugar de atacar directamente a las bacterias en sí, los investigadores pueden haber desbloqueado una nueva arma en la batalla contra las superbacterias. Sin embargo, esto debe verse como parte de una estrategia más amplia y multifacética, que incluye cambios en la forma en que se prescriben y utilizan los antibióticos a nivel mundial, una mayor investigación sobre tratamientos alternativos y un enfoque renovado en la prevención de infecciones en primer lugar. A medida que los científicos continúan explorando estos métodos sin medicamentos, la esperanza es que complementen a los antibióticos existentes y, en algunos casos, incluso los reemplacen. Los próximos pasos implicarán traducir estos hallazgos de laboratorio en tratamientos del mundo real que puedan probarse en entornos clínicos. Si tiene éxito, podría ser un punto de inflexión en la lucha contra uno de los desafíos de salud pública más urgentes de nuestro tiempo.