Descubren un compuesto que derrotaría a las bacterias resistentes en los hospitales

Durante años, los expertos en salud pública han llamado la atención sobre la próxima fase en la coexistencia de la humanidad con las bacterias: un futuro oscuro en el que las cepas emergentes han vuelto inútiles los antibióticos que alguna vez fueron poderosos. Las Naciones Unidas proyectaron recientemente que, a menos que se desarrollen nuevos medicamentos, las infecciones multirresistentes empujarán a 24 millones de personas a la pobreza extrema en la próxima década y causarán 10 millones de muertes anuales para 2050.

Los científicos están especialmente preocupados por un amplio grupo de bacterias que circulan en los hospitales y pueden eludir no solo medicamentos de gran éxito como la penicilina y la tetraciclina, sino incluso la colistina, un antibiótico utilizado durante mucho tiempo como última opción crucial. Cuando falla la colistina, a menudo no hay antibióticos efectivos para pacientes con infecciones multirresistentes.

Ahora, los científicos de la Universidad Rockefeller informan sobre el descubrimiento de un compuesto que potencialmente podría superar la resistencia a la colistina. En experimentos con animales, este posible antibiótico fue muy potente contra patógenos peligrosos como Acinetobacter baumannii, la causa más común de infecciones en entornos de atención médica. Publicados en Nature, los hallazgos podrían hacer posible el desarrollo de una nueva clase de antibióticos para combatir las cepas que no responden a otros tratamientos.

Guerras evolutivas

La colistina se ha utilizado abundantemente durante mucho tiempo en la industria ganadera y, más recientemente, en la clínica. Se cree que el uso excesivo ejerció una fuerte presión evolutiva sobre las bacterias, obligándolas a desarrollar nuevos rasgos para sobrevivir. Como resultado, algunas especies han adquirido un nuevo gen llamado mcr-1 que evade la toxicidad de la colistina, haciendo que estas bacterias sean resistentes a la droga.

La resistencia a la colistina se propaga rápidamente, en parte porque mcr-1 se encuentra en un anillo de ADN llamado plásmido que no forma parte del genoma bacteriano a granel y puede transferirse fácilmente de una célula a otra. “Pasa de una cepa bacteriana a otra, o de la infección de un paciente a la de otro”, explica Zongqiang Wang, asociado postdoctoral en el laboratorio de Sean F. Brady y uno de los autores principales del documento..

Wang y sus colegas se preguntaron si existen compuestos naturales que podrían usarse para combatir las bacterias resistentes a la colistina. En la naturaleza, las bacterias compiten constantemente por los recursos, desarrollando nuevas estrategias para frustrar las cepas vecinas. De hecho, la propia colistina es producida por una bacteria del suelo para eliminar a los competidores. Si un rival resiste el ataque recogiendo mcr-1 , el primer microbio podría adquirir posteriormente una nueva mutación, lanzando una nueva versión de colistina capaz de matar a la bacteria mcr-1 .

“Nos propusimos buscar compuestos naturales que las bacterias del suelo pudieran haber desarrollado para combatir su propio problema de resistencia a la colistina”, indica el especialista.

Como la colistina, pero mejor

Su equipo utilizó un enfoque innovador que elude las limitaciones de los métodos tradicionales para el descubrimiento de antibióticos. En lugar de cultivar bacterias en el laboratorio y buscar los compuestos que producen, los investigadores buscan en el ADN bacteriano los genes correspondientes.

Al examinar más de 10.000 genomas bacterianos, encontraron 35 grupos de genes que predijeron que producirían estructuras similares a la colistina. Un grupo parecía particularmente interesante ya que incluía genes que eran lo suficientemente diferentes de los que codifican la colistina como para sugerir que producirían una versión funcionalmente distinta del fármaco.

Al analizar más a fondo estos genes, los investigadores pudieron predecir la estructura de esta nueva molécula, a la que llamaron macolacina. Luego sintetizaron químicamente este pariente nunca antes visto de la colistina, produciendo un compuesto novedoso sin necesidad de extraerlo de su fuente natural.

En experimentos de laboratorio, se demostró que la macolacina es potente contra varios tipos de bacterias resistentes a la colistina, incluida la Neisseria gonorrhoeae intrínsecamente resistente, un patógeno clasificado como una amenaza de alto nivel por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. La colistina, por otro lado, parecía ser totalmente inactiva contra esta bacteria.

A continuación, los científicos probaron el nuevo agente en ratones infectados con XDR A. baumannii resistente a la colistina, otro patógeno de amenaza de nivel más alto. Los ratones que recibieron una inyección de macolacina optimizada eliminaron por completo la infección en 24 horas, mientras que los tratados con colistina o placebo retuvieron al menos la misma cantidad de bacterias presentes durante la infección inicial.

“Nuestros hallazgos sugieren que la macolacina podría convertirse potencialmente en un fármaco que se implementará contra algunos de los patógenos resistentes a múltiples medicamentos más preocupantes”, dice Brady.

En otro estudio, el laboratorio de Brady usó métodos similares para explorar una clase diferente de antibióticos, llamados antibióticos de unión a menaquinona (MBA). En un trabajo publicado recientemente en Nature Microbiology, los investigadores demostraron que, en ratones, los nuevos MBA que identificaron son efectivos contra Staphylococcus aureus resistente a la meticilina, otra causa de infecciones peligrosas en entornos de atención médica.

Wang agrega que el método basado en la evolución utilizado para descubrir la macolacina también podría aplicarse a otros problemas de resistencia a los medicamentos. “En principio, se podría buscar en el ADN bacteriano nuevas variantes de cualquier antibiótico conocido que se haya vuelto ineficaz por cepas resistentes a los medicamentos”, concluye.

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