El peligro de la automedicación: científicos del Conicet descubren cómo las bacterias mutan para burlar a los antibióticos
Un estudio liderado por investigadores argentinos demuestra que una mínima alteración en una proteína bacteriana basta para neutralizar a los antibióticos más potentes.
Las infecciones causadas por bacterias resistentes a los medicamentos ya se cobran unas 700.000 muertes al año en todo el mundo. Y las proyecciones son todavía más preocupantes porque de mantenerse el ritmo actual en la aparición de cepas fármacorresistentes, se calcula que hacia el 2050 este problema superará al cáncer y a las enfermedades neurodegenerativas para convertirse en la principal causa de muerte a nivel global.
Frente a este escenario, un equipo de investigación internacional liderado por especialistas del Conicet y de la Universidad de Buenos Aires (UBA), en colaboración con científicos de Estados Unidos, logró descifrar un mecanismo clave que utilizan ciertos patógenos para volverse todavía más esquivos a los tratamientos actuales.
El trabajo, publicado recientemente en la revista científica Antimicrobial Agents and Chemotherapy, abre nuevas puertas para el diseño de fármacos más inteligentes.
El sistema de defensa de las bacterias
Para entender el problema, hay que mirar qué ocurre dentro de estos microorganismos. El uso intensivo, y a veces innecesario, de antibióticos (muchas veces debido a la automedicación) provoca un efecto dominó porque barre las bacterias ordinarias y solo quedan con vida aquellas que cuentan con defensas genéticas especiales. Son estas sobrevivientes las que terminan reproduciéndose, dando lugar a infecciones mucho más resistentes a los tratamientos actuales.
Algunas de estas modificaciones producen unas proteínas llamadas β-lactamasas, que funcionan como verdaderos «escudos protectores» capaces de destruir o inactivar antibióticos de uso cotidiano, como las penicilinas y las cefalosporinas.
Para contrarrestar estas defensas, la medicina moderna recurre a terapias combinadas como administrar el antibiótico junto a un inhibidor especial que bloquea la proteína de la bacteria. Sin embargo, la naturaleza siempre encuentra caminos alternativos.
Un cambio de una sola pieza
Debido a la presión constante que ejercen los antibióticos sobre las bacterias, estas van sufriendo pequeñas mutaciones para adaptarse. Fue en ese proceso evolutivo donde nació la PER-14 una variante de la PER-2.
En Argentina, la comunidad científica conoce desde hace décadas a la PER-2, una enzima (un tipo de proteína) que actúa como un mecanismo de defensa bacteriano. Su función degrada e inactiva antibióticos de uso muy frecuente, como las penicilinas y las cefalosporinas.
El foco de este estudio estuvo puesto en la PER-14, detectada en una bacteria perteneciente al grupo de los Enterobacterales (familia que incluye a patógenos comunes como Escherichia coli y Klebsiella pneumoniae).
Lo que descubrieron los investigadores es fascinante y preocupante a la vez ya que la enzima PER-14 difiere de otra variante más común (llamada PER-2) en un único aminoácido, es decir, en una mínima pieza de su estructura química.
«Ese pequeño cambio fue suficiente para reducir de manera muy marcada la eficacia de dos de los inhibidores más modernos que se usan en la clínica, el avibactam y el relebactam», explica Melina García Alonso, becaria de la UBA e integrante del equipo en el Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular (IBaViM, FFyB-UBA).
En criollo: con una sola modificación en su estructura, la bacteria logró que los inhibidores farmacéuticos pierdan gran parte de su capacidad de bloqueo (con diferencias de eficacia que, según los parámetros analizados, llegaron a ser de cientos o miles de veces), mientras la enzima conservaba intacta su habilidad para destruir los antibióticos.
Cómo fue la investigación
Para llegar a estas conclusiones, el equipo combinó distintas metodologías de vanguardia. Utilizaron pruebas de laboratorio (in vitro) para medir cuánta cantidad de fármaco se necesitaba para frenar a las bacterias, análisis de cinética enzimática, simulaciones computacionales a escala molecular para ver cómo se posicionaban los inhibidores, y técnicas de espectrometría de masas.
Esta mirada multidisciplinaria permitió entender por qué ocurría esto a nivel físico y químico. Los modelos mostraron que el inhibidor avibactam se une de forma rápida y estable a la enzima PER-2, pero encaja de manera defectuosa e ineficiente frente al pequeño cambio presente en PER-14.
Los avances médicos que ofrece el estudio
Aunque el panorama suena desafiante, el hallazgo tiene un enorme valor práctico para la medicina del futuro. Conocer con tanta precisión cómo una mutación genética genera resistencia permite dos cosas fundamentales: por un lado, diseñar mejores fármacos, es decir, proveer a la industria farmacéutica de información exacta para crear nuevos inhibidores capaces de sortear estas defensas.
Y por otro lado, la vigilancia epidemiológica temprana, ya que si los hospitales y laboratorios saben qué cambios genéticos buscar en las muestras de los pacientes, podrán detectar la aparición o circulación de estas cepas peligrosas mucho antes de que se conviertan en un problema masivo.
La ciencia continúa su marcha en el IBaViM y otros centros de investigación asociados: el próximo paso será comprender a fondo cómo evolucionan estas proteínas para seguir escapando de los fármacos sin perder su poder destructivo, en una carrera contra el tiempo donde el conocimiento es nuestra mejor arma.
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