Superbacterias: las soluciones contrarreloj que proponen los científicos

Las infecciones provocadas por bacterias resistentes a antibióticos desbancarán al cáncer como primera causa de muerte en el mundo en 2050, según la Organización Mundial de la Salud (OMS).

Aunque el panorama no pinta bien para muchas enfermedades, científicos de todos los rincones del mundo avanzan en la carrera por descubrir potenciales soluciones a largo plazo que trasciendan la barrera de los antibióticos. Recientemente, un grupo de investigadores españoles de la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunitat Valenciana (Fisabio) han identificado bacterias de la microbiota intestinal que protegen frente a patógenos resistentes.

El estudio revela que cinco cepas de diferentes bacterias de la microbiota intestinal agotan los nutrientes necesarios para el crecimiento de patógenos resistentes a

antibióticos, según informa Fisabio.

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La microbiota intestinal es la comunidad de microorganismos vivos residentes en el tubo digestivo. Muchos grupos de investigadores a nivel mundial trabajan descifrando el genoma de la microbiota, pero hasta ahora se sabe con certeza que actúa como una barrera que protege al organismo de microorganismos patógenos, sustancias carcinógenas, metales tóxicos, químicos nocivos presentes en el ambiente y partículas de polvo y suciedad.

La investigación, publicada en la revistaNature Communications, ha descubierto en modelos animales que el consorcio de las cepas bacterianas de los géneros Alistipes, Barnesiella, Olsenella, Oscillibacter y Flavonifractor, presentes de manera natural en la microbiota intestinal, agotan nutrientes necesarios para el crecimiento de bacterias del género Enterococcus (resistentes).

En palabras sencillas, los resultados podrían dar lugar a nuevas estrategias no basadas en antibióticos para prevenir infecciones causadas por estas bacterias multirresistentes.

Los investigadores llegaron a esta conclusión luego de determinar que los Enterococcus, que son patógenos multirresistentes a los antibióticos, se ven especialmente afectados por la pérdida de un tipo de azúcar denominado fructosa que generalmente se encuentra en la dieta de los seres humanos.

Según explicaron los científicos, la carencia de estos nutrientes impediría el óptimo crecimiento de los patógenos y, en consecuencia, protegería al organismo frente a la

infección.

“Utilizando modelos de ratón, hemos demostrado que la istración de estas bacterias comensales disminuye la capacidad del patógeno de colonizar el intestino, un paso clave para el desarrollo de la infección y la transmisión entre pacientes”, aclara Carles Úbeda, investigador del estudio.

Por otro lado, equipos de científicos le apuestan a mejorar los antibióticos que ya existen en el mercado. Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), la Universidad de Barcelona (UB) y el Instituto Jozef Stefan de Eslovenia consiguieron este año mejorar uno de estos antibióticos conocidos —la ciprofloxacina— para que sea más eficaz en dosis mucho más pequeñas.

Este hallazgo, publicado en la revista Communications Biology del grupo Nature, propone que es posible, de forma sencilla y económica, rediseñar viejos antibióticos.

Para lograr el cometido, se incluyen los medicamentos en complejos capaces de modificar algunas de sus propiedades (solubilidad, estabilidad, biodisponibilidad, permeabilidad, entre otras) que son fundamentales para que sean efectivos contra las bacterias.

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El equipo desarrolló un nuevo complejo ternario que intensifica la interacción del fármaco con las membranas de las bacterias y aumenta su biodisponibilidad en el

interior celular, mejorando así su eficacia antimicrobiana y su perfil de seguridad. Según explican los autores, la liberación del compuesto se produce de forma más controlada y permite que, con menor cantidad, tenga más efectividad.

“Nuestro sistema de rediseño podría reducir la toxicidad o aumentar la capacidad de penetración de muchos antibióticos que se han utilizado durante décadas y que están en desuso. De esta forma, podríamos aprovechar lo que ya tenemos y darle un nuevo uso, mejorarlo, para conseguir los tratamientos antimicrobianos eficaces que necesitamos con urgencia”, asegura uno de los autores principales, Eduard Torrents, del IBEC y la UB.

A pesar de que son casos que todavía se realizan a mínima escala, no hay duda de que este tipo de complejos con antibióticos mejorados podrían ser herramientas

prometedoras frente a aquellos patógenos que actualmente son resistentes a los antibióticos tradicionales.

Ante esta amenaza, un grupo de investigación del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (i2SysBio), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV), desarrolla una molécula basada en los bacteriófagos o fagos, virus que matan bacterias, para provocar la muerte de estas por despolarización del citoplasma. Este mecanismo garantiza que las células de las bacterias no mantengan la carga eléctrica para llevar a cabo sus funciones vitales y mueran irreversiblemente.

Las resistencias antimicrobianas (RAM) provocan ya más de 35.000 muertes en España, según la Sociedad Española de Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica. Además, causa cuatro millones de infecciones graves al año.

Según la OMS, en 2050 esta gran amenaza para la salud pública, que ya causa 700.000 fallecimientos al año, podría superar al cáncer como primera causa de muerte, al provocar 10 millones de muertes anuales.

Una de las terapias alternativas más prometedoras a los antibióticos convencionales son los bacteriófagos o fagos. Son virus que infectan y parasitan bacterias, y suponen las entidades biológicas más abundantes del planeta.

Cada fago es específico de un género o especie bacteriana, lo que permite dirigirse contra una bacteria determinada. Actúan como otros virus: se unen a un receptor existente en la superficie bacteriana e inyectan su material genético en su interior, se replican y la destruyen.

Sin embargo, “las bacterias tienen un sistema de defensa que también puede hacerlas resistentes a los fagos”, argumenta Alfonso Jaramillo, investigador del CSIC en el I2SysBio. Su laboratorio de Biología Sintética De Novo acaba de comenzar un proyecto para desarrollar una molécula que imita a unas que ya existen en la naturaleza y que se parece a un fago, pero que no lo es.

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Aunque se conocían estas moléculas, nunca había sido posible evolucionarlas, lo que es necesario para matar las bacterias de interés. “Se trata de fagos sin cabeza, capaces de agujerear la membrana de la bacteria, pero sin introducir su ADN”, explica Jaramillo.

Así, estas moléculas inducirían la muerte de la bacteria por la despolarización del citoplasma. “Al agujerear la membrana, se produce una diferencia de carga donde los iones se escapan, provocando la muerte de la bacteria”, señala el investigador del CSIC. “No hay resistencia bacteriana conocida contra este efecto”, sostiene.

Su equipo pretende desarrollar estas moléculas combinando ingeniería genética con evolución, gracias a una ayuda del programa de investigación de la Fundación ‘La Caixa’ de cerca de medio millón de euros.

UNIDAD DE SALUD 

**CON INFORMACIÓN DE AGENCIA SINC