Qué ventajas tendrá el “asombroso mapa” de las 10 mil especies bacterianas para combatir la resistencia a los antibióticos

El descubrimiento clave de la penicilina en 1928 por parte de Alexander Fleming, que permitió desarrollar la cura contra muchas enfermedades microbianas y salvar millones de vidas, paradójicamente es hoy una de las grandes preocupaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS) debido al mal uso de la misma en la toma periódica de antibióticos.

Este avance clave en la medicina se reconvirtió en un enorme desafío en el siglo XXI por parte de médicos, asociaciones médicas y la sociedad en general, ya que la resistencia a los antimicrobianos se configura como un problema real a escala planetaria debido que, al igual que la medicina, las bacterias también evolucionan y esa selección hace que estos microorganismos adquieran resistencia a los nuevos medicamentos a los que originalmente eran vulnerables.

En pos de luchar contra esta amenaza, científicos en todo el mundo buscan analizar, estudiar y configurar un mapa de las bacterias y microorganismos que amenazan la salud humana a fin de elaborar las mejores herramientas para combatirlas.

“Las infecciones bacterianas se asociaron a más de 7 millones de muertes en todo el mundo. De ellas, al menos 1,3 millones fueron resultado directo de bacterias resistentes a los fármacos, según indicaron los Institutos Nacionales de la Salud de los EEUU. La resistencia a los antibióticos (RAM) constituye un problema de salud global y complejo, ubicándose Argentina entre los países que presentan mayor número de aislamientos clínicos multidroga resistentes en el mundo. Esta resistencia a antibióticos es crítica en el ambiente intrahospitalario debido a las llamadas ‘superbacterias’, que son cepas bacterianas capaces de acumular cientos de genes de la RAM, persistir en el nicho intrahospitalario y diseminarse a nivel global. La gran amenaza es que estas “superbacterias” se dispersen entre los pacientes de la comunidad, de lo cual ya hay varios registros”, explicó a Infobae la doctora Daniela Centron, Investigadora Principal del CONICET y Profesora Adjunta de la Cátedra de Microbiología, Parasitología e Inmunología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires (UBA).

“Por otro lado, modelados matemáticos predicen que en el año 2050 la mayor causa de muertes será por bacterias resistentes a los antibióticos, superando otras patologías que hoy en día son más frecuentes. También, algunos referentes en el tema, consideran que ya estamos en una “pandemia silenciosa” que en pocos años va a explotar”, agregó la experta microbióloga que dirige el Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica (IMPaM, UBA/CONICET).

Francisco Nacinovich, jefe de infectología del Instituto Cardiovascular de Buenos Aires (ICBA) y ex director y cofundador de INVERA (Investigacion en Resistencia Antimicrobiana), hizo un análisis crudo a Infobae sobre el crecimiento de la resistencia antimicrobiana en los últimos años: “Hace años que estamos mal y la pandemia empeoró todo. Estos gérmenes matan gente más que un infarto. En el mundo mueren por gérmenes resistentes la misma cantidad de personas que morirían si se estrellaran 7 aviones Boeing por día durante todo un año”.

“La resistencia no es solo un problema de la salud humana. También lo es en la salud animal, tanto animales de consumo humano como animales de compañía, también a nivel medioambiental”, agregó el experto, quien advirtió que muchas instituciones hoy no comprenden del todo la importancia del problema y que las inversiones que deberían hacer son:

1) Contar con un comité de control de infecciones permanente.

2) Comprar alcohol gel e inundar la institución con ellos y promover el lavado de manos.

3) Limpiar bien y con los productos adecuados las instituciones.

4) contar con insumos para el aislamiento y cuidados de los pacientes con estos gérmenes.

En Estados Unidos, científicos de la prestigiosa Clínica Mayo están creando una extensa biblioteca de prototipos de ADN de especies bacterianas patógenas que conforma una colección única de secuencias genómicas que sirve como base de datos de referencia para ayudar a los médicos a brindar diagnósticos certeros y rápidos. Los investigadores están estudiando este vasto conjunto de datos con el fin de desarrollar nuevos tratamientos personalizados para combatir las enfermedades causadas por bacterias.

“Estamos desarrollando la base de datos de la secuenciación completa del genoma bacteriano porque nuestro laboratorio, a menudo, se encuentra con aislados bacterias no identificables en la práctica clínica, y el desafío se vuelve mayor con el avance de la crisis de resistencia a los antibióticos. No conocer una secuencia bacteriana nos genera un dilema a la hora de intentar determinar lo que sucede con un paciente”, explicó la doctora Robin Patel, directora del Laboratorio de Investigación de Enfermedades Infecciosas de Mayo Clinic.

La base de datos bacteriana, en parte, respaldada por el Centro de Medicina Personalizada de Mayo Clinic, contiene más de 1200 secuencias de ADN de especies bacterianas recuperadas de zonas infectadas, como pulmones, orina, articulaciones y sangre.

Patel y su equipo, en asociación con los Centros de Excelencia en Genómica de Patógenos de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) y el Departamento de Salud de Minnesota, son parte de un esfuerzo colaborativo para generar nuevas descripciones de especies bacterianas nuevas.

Los científicos han nombrado y descrito aproximadamente a 10.000 especies bacterianas, pero es probable que eso solo represente una fracción de la diversidad total de bacterias. Esto se debe a que las bacterias se encuentran en todos los hábitats del planeta. Estos microbios minúsculos tienen aproximadamente un décimo del diámetro de un cabello humano, con una pared protectora gruesa que les permite sobrevivir en entornos hostiles, incluido el intestino y el torrente sanguíneo humanos. Muchas células bacterianas son beneficiosas para el cuerpo humano, pero algunas causan enfermedades. Todas las bacterias pueden dividirse y multiplicarse exponencialmente y, en ese proceso, se producen mutaciones.

La secuenciación del ADN bacteriano genera un mapa detallado de la disposición de las cuatro letras que representan los cimientos de la información genética dentro del microbio: las Aes, las Ces, las Ges y las Tes. Patel asegura que conocer la composición genómica de cada cepa bacteriana abre la puerta a un mundo de descubrimientos, como la posibilidad de comprender su estructura y funcionamiento y lo que provoca que surja una cepa resistente a los medicamentos.

“Los genomas bacterianos pueden ser difíciles de secuenciar y reconstruir porque las piezas del ADN pueden moverse y duplicarse. Por eso, conectar todo es complicado, en especial cuando se trata de una especie nueva en la que no se sabe bien qué se está buscando y se está intentando descifrarlo”, agregó Patel.

Carrera contra la resistencia a los antibióticos.

Patel afirmó que frecuentemente su equipo se encuentra con especies bacterianas resistentes a los medicamentos, y no solo las más habituales, que incluyen a Staphylococcus aureus , Streptococcus pneumoniae , Escherichia coli y Pseudomonas aeruginosa.

“Las bacterias tienen la capacidad de mutar por sí solas o de adquirir genes resistentes de otras bacterias. Hay cientos de especies diferentes de bacterias que pueden infectar a los pacientes, y es importante tener los datos para brindar asistencia médica a todos nuestros pacientes, incluso si están infectados por bacterias poco habituales o tienen infecciones complicadas. Tener los diagnósticos y los tratamientos para lidiar con un mundo de bacterias resistentes a los antibióticos cada vez más numerosos nos exigirá más secuenciación y conocimientos”, agregó y añadió que su equipo planea continuar con la secuenciación de las bacterias.

Desde la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires, un grupo de expertos infectólogos, en lo que se incluye a la doctora Centron, trabajan en el marco conceptual de Una Sola Salud (OMS, 2010), desde una perspectiva ecológica y con tecnologías de última generación para combatir la resistencia a los antibióticos (RAM).

“Una de las áreas que estamos desarrollando, es la aplicación de la Inteligencia Artificial a la problemática de la RAM, la cual entre otras características, tiene un alto valor predictivo. La Inteligencia Artificial en conjunto con aplicaciones estadísticas a la bacteriología clásica, a la biología molecular y al tratamiento antimicrobiano de los pacientes potencia el campo de acción. Para ello estamos desarrollando junto a un hospital privado de comunidad de la ciudad autónoma de Buenos Aires, y al UO Centro Nacional de Genómica y Bioinformática-ANLIS Malbrán, una plataforma que además de asociar factores de diferentes áreas, va a servir de soporte, por un lado, para la investigación multidisciplinaria de los mecanismos asociados a la RAM y por otro, en la toma de decisiones clínicas brindando asesoramiento en la selección de antimicrobianos para cada paciente en particular, dentro del marco de la “medicina de precisión o personalizada”, sostuvo Centron.

Y agregó: “La aplicación de esta plataforma nos permitirá identificar más rápidamente posibles ‘gaps’ o brechas del conocimiento de la RAM que deberían ser investigadas desde la ciencia básica. Ya tenemos secuenciadas más de 350 genomas de ‘superbacterias’ con multidroga resistencia aisladas de pacientes internados entre los años 2019-2023, además de 300 metagenomas del hospital y de las 15 comunas de la ciudad de Buenos Aires que nos permitirán, en su conjunto, delinear un mapa de la RAM a lo largo del tiempo. Nuestra meta es mejorar los tratamientos antimicrobianos administrados y promover un cambio en la práctica de prescripción de antimicrobianos directamente ligada a una actualizada investigación básica sobre la problemática de la RAM”.

Centró contó que el grupo es multidisciplinario, ya que hay médicos infectólogos, bacteriólogos, biólogos, genetistas y analistas de sistemas. Está coordinado por Centrón, y formado por las Dras. María Paula Quiroga y Verónica Álvarez del Instituto de Investigaciones en Microbiología y parasitología Médica (IMPaM) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires, por las Dras. Natalia García Allende, Liliana Fernández-Canigia y Barbara Fox del hospital privado de comunidad, y por la Dra. Josefina Campos y el Dr. Tomás Poklepovich de UO Centro Nacional de Genómica y Bioinformática-ANLIS Malbrán.

Natalia García Allende, integrante del Servicio de Infectología del Hospital Alemán explicó a Infobae que las bacterias multiresistentes hoy son una realidad con la que lidiamos todos los días en la práctica diaria.

“Hay estudios de simulación matemática que demuestran que para el 2050 la principal causa de muerte en pacientes hospitalizados van a ser las bacterias multiresistentes y que las bacterias adquieren la capacidad de desarrollar resistencia hoy en día combinando diferentes mecanismos, los que las transforman en un desafío para el tratamiento”, remarcó García Allende.

Y puntualizó: “El abordaje de estas infecciones por bacterias multiresistentes en general es múltiple. El primero y el que debe demandar más esfuerzo es la prevención, es evitar que ocurra la infección por bacterias multiresistentes y para ello en general la mayoría de los hospitales implementa programas de control de infecciones que incluyen obviamente programas de control en el uso racional de los antibióticos y por otra parte en términos de los desafíos diagnósticos los laboratorios de microbiología cuentan con distintas herramientas, no sólo desde la culturología y desde la microbiología convencional sino también desde las técnicas moleculares para poder identificarlas rápidamente y conocer el mecanismo genético por el que tienen ese perfil de resistencia en el antibiograma”.

“De forma tal que hoy en general los tiempos en que advertimos que estamos frente a una bacteria multiresistente son más cortos y eso va a favor de los pacientes porque podemos diseñar esquemas de tratamiento efectivos más rápidamente, obviamente que hay casos extremos en donde no contamos con un antibiótico efectivo y tenemos que hacer distintas combinaciones para intentar llevar a buen puerto al paciente y si esta situación se sostiene posiblemente en algún punto las herramientas de tratamiento son finitas y el avance respecto a las nuevas terapias todavía no llegan a la práctica habitual”, indicó la experta.

“Junto a la doctora Centrón, y a través de una beca internacional que ganamos internacional, estamos haciendo el análisis genómico de las bacterias multiresistentes que colonizan y que infectan a los pacientes, intentando buscar estrategias para la detección precoz y el mejor diseño de tratamientos empíricos y después ajustados para los pacientes, porque está demostrado que cuanto más adecuado es un tratamiento empírico y por lo tanto es el primer tratamiento que el paciente recibe, menor va a ser la mortalidad para ese paciente. Entonces hay una hay una cantidad de horas de oro de la que uno dispone y por eso está la ciencia investigando herramientas cada vez más rápidas de detección de estas infecciones y desde el punto de vista de la medicina intentando pensar los mejores esquemas para que no haya lapsos en donde los pacientes no queden adecuadamente tratados”, afirmó García Allende.

Y concluyó: “Es una realidad que todos estos mecanismos para hacer diagnóstico necesitan de bases de datos y que esas bases de datos surgen del aporte internacional. Muchas de estas secuenciaciones se suben a bancos de genes que son de acceso libre y gratuito y uno puede ir trasladando toda esa información a los aparatos de uso habitual para poder tener mayor posibilidad que frente a un aislamiento clínico, uno finalmente arribe al género especie y eventualmente al mecanismo involucrado en la resistencia antibacteriana”.