Entrevista a la M. en C. Aurora Escoto*
Por el año de 1928, cuando el científico Alexander Fleming realizaba algunas investigaciones sobre la gripe, como acto de serendipia descubrió una sustancia de crecimiento natural que podía atacar a ciertas bacterias. Tal hallazgo lo hizo merecedor del Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1945 junto a Ernst Boris Chain y Sir Howard Walter Florey, quienes desarrollaron e iniciaron la producción de lo que ahora conocemos como la penicilina1. Con ello la humanidad se ha beneficiado potencialmente pues, gracias a los antibióticos, la esperanza de vida ha aumentado al menos 30 años en los últimos 502. En suma, el descubrimiento de dichos medicamentos es considerado como uno de los avances más importantes en la historia de la medicina.
*M. en C. Aurora Escoto de Dios Lic. en Químico Farmacobiólogo; se gradúa de su Maestría en el posgrado de Biología Molecular en Medicina en el laboratorio de Genética Molecular del C.I.B.O, IMSS, donde trabajó en la búsqueda de marcadores moleculares en cáncer de mama. Ha trabajado en la detección y expresión de genes insertos en plásmidos por medio de la PCR punto final y PCR tiempo real, su transfección a células eucariotas con la finalidad de producir proteínas de interés farmacéutico. Asimismo, colaboró en el diseño de un propio plásmido para la producción de Interferón Beta por medio del software Vector NT1 advance TM 10, donde recibió entrenamiento en NeuClone, Technology Park, Sidney, Australia.
M. C. Aurora Escoto, los antibióticos son una pieza clave en la investigación científica, podría mencionarnos ¿cuáles son los usos que se le han dado a estos medicamentos?
Los antibióticos son medicamentos que se clasifican en tres tipos de acuerdo con su origen; los que se producen por microorganismos se les llama antibióticos naturales (como la penicilina), los semisintéticos cuando se produce un mejoramiento de un antibiótico natural, un ejemplo es la ampicilina, y los quimioterápicos, que son los fabricados en los laboratorios como el linezolid.3
La función principal de los antibióticos es inhibir el crecimiento (bacteriostático) o matar (bactericida) bacterias patógenas que son sensibles a ellos, por lo que se utilizan para tratar “infecciones bacterianas”, pertenecen a este último grupo los antibióticos β-lactámicos, aminoglucósidos, rifampicina, vancomicina, polimixinas, fosfomicina, quinolonas y nitrofurantoínas.3,4
Para realizar su acción, los antibióticos deben atravesar la barrera superficial de la bacteria. Actualmente existe una amplia clasificación de los antibióticos de acuerdo con su mecanismo de acción, entre los que se encuentran las siguientes: bloqueo de la síntesis de la pared celular bacteriana, inhibición de la síntesis de proteínas, inhibición de las topoisomerasas, imposibilidad de la síntesis de ácidos nucleicos, daño al ácido desoxirribonucleico (ADN), daño en la síntesis de ácido ribonucleico mensajero (ARNm) o bien, alteración de la membrana celular de la bacteria sobre la que actúan.5
Ya existe información sobre las enfermedades infecciosas y las bacterias más probables causantes de la enfermedad, por ejemplo, las bacterias S. pneumoniae, H. influenzae, M. catharralis y S. pyogenes se han aislado más comúnmente en infecciones respiratorias altas; de acuerdo con el conocimiento y la experiencia, el médico prescribirá los antibióticos de elección para eliminar este tipo de infección.6
Uno de los mayores retos de la ciencia moderna es afrontar la pérdida de eficacia de los antibióticos; desde su experiencia podría compartirnos ¿qué es la resistencia bacteriana y qué se puede hacer para revertirla?
La resistencia bacteriana es la capacidad de un microorganismo para evitar los efectos de un antibiótico; no puede inhibirlo o matarlo, y como consecuencia lleva a una falla en su tratamiento.
La resistencia bacteriana a un determinado antibiótico puede ser natural cuando su aparición ha sido hace miles de años y se identifica en todas las cepas de su especie, por ejemplo, las bacterias gramnegativas son impermeables a la penicilina G.7
La resistencia bacteriana también puede ser adquirida cuando anteriormente no era resistente a algún antimicrobiano y de un momento a otro lo es. Esta forma de resistencia constituye un gran problema en la clínica. Generalmente se produce a través de mutaciones y por la transmisión de material genético extrasómico procedente de otras bacterias. Si es de generación en generación, la transmisión se llama vertical, pero si se da en forma horizontal, quiere decir que es a través de plásmidos u otro material genético movible como integrones o transposones.7
Anteriormente comentamos que existen varios mecanismos de acción para evitar que las bacterias crezcan y se propaguen, sin embargo, las bacterias encuentran la manera de evadirlos por medio de una transferencia de genes de resistencia.
Existen bacterias que sintetizan enzimas hidrolíticas como las Beta-lactamasas, que evitan la actividad antimicrobiana de todas las penicilinas, cefalosporinas, carbapenémicos y monobactámicos, por lo que para neutralizarlas se utilizan inhibidores de Beta-lactamasas como el ácido clavulánico y el sulbactam permitiendo así su función. Otro tipo de resistencia bacteriana es por la modificación del sitio activo de PBP (penicilin-binding-protein). Si se produce la mutación del sitio de unión al antimicrobiano, estos pueden no actuar y se genera resistencia. Asimismo, la mutación en el sitio y la modificación ribosomal por medio de los genes erm A y erm B modifican el sitio activo del ribosoma por metilación, ocasionando su inactivación. La disminución de la permeabilidad de la pared celular al ingreso del antimicrobiano se da por cambios en el diámetro o el número de porinas, lo cual puede bloquear el ingreso del antimicrobiano a la bacteria, siendo esta la principal forma de resistencia natural. Las bombas de eflujo transportan el antibiótico hacia el exterior de la bacteria evitando ejercer la acción antimicrobiana.
Las medidas recomendadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para los trabajadores de la salud en cuanto a detener la resistencia de antibióticos son las siguientes: no recetar antibióticos a menos de que sean necesarios, ya que se calcula que la mitad de los casos son para origen viral y carecen de eficacia.
En cuanto a si su médico le ha prescrito antibióticos, debe completar siempre el tratamiento, ya que propicia el desarrollo de bacterias farmacorresistentes. En el caso de uso veterinario, deben de asegurarse que sea solo para el control y tratamiento de enfermedades infecciosas, ya que el uso indebido de antibióticos en animales de consumo es el principal factor de propagación de resistencia a antibióticos hacia el humano. Asimismo, la falta de agua limpia y saneamiento, y la prevención y control inadecuados de las infecciones fomentan la propagación de microbios, algunos de los cuales pueden ser resistentes a los tratamientos con antimicrobianos.8
¿Dichas resistencias se transmiten entre distintos tipos de bacterias?
Sí, la transferencia de genes de resistencia en forma horizontal se observa tanto en bacterias grampositivas y gramnegativas. Una de las formas horizontales es la transformación, la cual permite la introducción de ADN desnudo; cuando las bacterias mueren y su membrana ha sido más o menos destruida, los fragmentos pueden ser captados por otras bacterias. Esta forma de resistencia se ha descrito en bacterias gramnegativas pertenecientes a los géneros Acinetobacter, Campylobacter, Haemophilus y Neisseria y en algunas bacterias grampositivas de los géneros Bacillus y Streptococcus. Este mecanismo permite una mezcla de informaciones genéticas entre bacterias muy distantes en el plano filogenético, ya que es de carácter universal y puede ser asimilada por cualquier bacteria.
El mecanismo de conjugación también juega un papel importante, pero será más eficaz en cuanto menor sea la diferencia genética entre las bacterias, aun así, se han demostrado transferencias de genes de resistencia entre bacterias grampositivas a las gramnegativas. La mayoría de los genes transferidos están situados en estructuras genéticas móviles como los plásmidos o los transpones, estos últimos son secuencias de ADN que pueden contener genes de resistencia a antibióticos, tienen capacidad de moverse e integrarse en otra ubicación del genoma, por lo que se comportan como genes saltarines. Los transposones no solo permiten la transmisión a otras generaciones, sino que también a otras especies bacterianas. Estas pueden adquirir la resistencia a uno o varios antibióticos sin necesidad de haber estado en contacto con éstos.7
¿Una misma bacteria puede ser resistente a varios antibióticos?
Sí, en el caso de la transmisión de genes de resistencia horizontal, la conjugación participa en secuencias de ADN que llevan genes de resistencia a antibióticos o transposones, que al integrarse a los plásmidos hace que una bacteria pueda albergar genes de resistencia de 5 a 6 familias de antibióticos, lo que la podría volver multirresistente. Estos elementos génicos poseen un sistema de recombinación propio que les permite el intercambio aleatorio entre secuencias no homólogas de ADN, insertando así genes de resistencia en el cromosoma.7
En un futuro no muy lejano ¿Cómo se imagina que sería la vida humana y animal si no se siguen las recomendaciones sobre el buen uso de los antibióticos?
Estamos observando un aumento de resistencia a los antibióticos, actualmente ya es motivo de preocupación a nivel mundial. Si continuamos sin seguir las recomendaciones sobre su uso y no abuso, llegará un momento en que las bacterias dejarán de ser sensibles a los efectos de los antibióticos y será necesario el uso más agresivo y tóxico de nuevos fármacos para eliminarlas.
Algunas superbacterias ya están tolerando a los antibióticos más potentes de última generación y se estima que a causa de la resistencia ya mueren unas 700,000 personas al año en el mundo y se visualiza que llegue a 10,000,000 en el 2050.9
Desde su punto de vista ¿cuáles son los mayores retos que tienen los responsables de la salud y la investigación clínica frente al 2021?
La investigación bacteriológica a lo largo de los últimos años ha demostrado la rápida progresión de la resistencia bacteriana a los antibióticos. Cada vez que se ha empleado un nuevo antibiótico, las bacterias se han adaptado a él con mayor rapidez, necesitan en general solo de dos a cuatro años para desarrollar nuevos mecanismos de defensa. Por lo que es importante el desarrollo continuo de nuevos antibióticos, así como la detección del problema de resistencia en casos individuales y tratamiento apropiado de cada uno de los casos. Se recomienda realizar la rotación cíclica de antibióticos en centros de salud para reducir la resistencia.
Asimismo, se debe de crear una supervisión nacional o internacional de la resistencia microbiana donde se controle el uso indebido de antibióticos, no solo por el médico, sino por otros que libremente los dispensan. Es necesario investigar la forma en que se está dando la transmisión de la resistencia, así como ver las causas y consecuencias del desarrollo de la resistencia. De igual manera, resulta indispensable promover la creación de vacunas por parte de las compañías farmacéuticas y al mismo tiempo la utilización de estas por parte de la población.
Referencias
1 ABC Ciencia (2020, noviembre 1). Penicilina, el antibiótico que revolucionó la medicina. Recuperado de: https://www.abc.es/ciencia/20150311/abci-penicilina-fleming-antibiotico-201503101345.html
2 La Penicilina y la Segunda Guerra Mundial. (2013) En Cátedra Isdefe-UPM. Recuperado el 1 de noviembre de 2020 de: http://catedraisdefe.etsit.upm.es/wiki/index.php/La_Penicilina_y_la_Segunda_Guerra_Mundial
3 Paredes F. Acción De Los Antibióticos. Perspectiva De La Medicación Antimicrobiana. OFFARM. Vol. 23. núm. 3, marzo 2004.
4 Perdomo A. Estudio de uso de antibióticos en medicina interna del Hospital General de Chimalhuacán, Estado de México. Tesis. UNAM. 2014.
5 Pascual Hernández A. Actualización en antimicrobianos. Sociedad Española de Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica. Barcelona: Ediciones Doyma. 2004.
6 Martin-Aragón S. Infecciones De las vías respiratorias altas. OFFARM. vol. 29 núm. 6 noviembre-diciembre, 2010.
7 Durich J. Resistencia bacteriana a los antibióticos. Medicina Integral.Vol. 36. Núm. 10.p 367-370. Diciembre 2000.
8 https://www.who.int/mediacentre/commentaries/stop-antibiotic-resistance/es/9
9 Antimicrobial resistance: Tackling a crisis for the health and wealth of nations / the Review on Antimicrobial Resistance. O’Neill, Jim. 2014.