Cómo las bacterias 'actúan como una sola' para escapar de los antibióticos
Una nueva investigación se acerca Pseudomonas aeruginosa para descubrir una estrategia que utilizan las bacterias resistentes a los medicamentos para evitar los antibióticos. Los hallazgos podrían ayudar a que los antibióticos sean más efectivos.
Jean-Louis Bru, del departamento de biología molecular y bioquímica de la Universidad de California, Irvine, es el primer autor del nuevo estudio, que aparece en el Revista de bacteriología.
Bru y sus colegas centraron sus esfuerzos de investigación en Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), un tipo de bacteria que ataca principalmente a personas con fibrosis quística.
La fibrosis quística es una afección respiratoria hereditaria en la que los pulmones producen más moco de lo que deberían. Afecta a unas 30.000 personas en los Estados Unidos.
P. aeruginosa también está presente en entornos de atención médica y la bacteria puede propagarse a través del agua, el suelo, las manos, el equipo y otras superficies contaminados. La bacteria puede provocar infecciones posoperatorias en la sangre u otras partes del cuerpo, además de causar neumonía.
P. aeruginosa es uno de los tipos de bacterias más peligrosos.
En el contexto de la crisis de salud pública que es la resistencia a los antibióticos, la Organización Mundial de la Salud (OMS) colocó P. aeruginosa en la lista de “patógenos prioritarios”, es decir, las 12 bacterias que son más peligrosas para la salud humana porque se han vuelto resistentes a los medicamentos que los médicos usan comúnmente para combatirlas.
La OMS dividió estas 12 bacterias en prioridad "crítica", "alta" y "media", enumerando P. aeruginosa tan crítico debido a su resistencia al grupo de antibióticos llamados carbapenémicos.
Hace solo 2 semanas, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) también consideraron P. aeruginosa una "amenaza grave", colocándola en su lista de patógenos de alta prioridad.
En este panorama más amplio, investigaciones como el estudio que Bru y sus colegas han realizado es crucial tanto para comprender los mecanismos de defensa de las bacterias como para abordar las infecciones de manera más efectiva.
Las bacterias actúan como "un organismo unido"
En el nuevo estudio, los investigadores examinaron el crecimiento y la propagación de bacterias en placas de Petri, recreando un entorno similar al de las membranas mucosas que permiten P. aeruginosa prosperar en la fibrosis quística.
Aquí, el equipo probó el efecto de los antibióticos y bacteriófagos en el "enjambre", que es la capacidad que tienen las bacterias para moverse colectivamente. Los bacteriófagos son virus que infectan y atacan a las bacterias desde dentro.
Mezclar el antibiótico gentamicina con P. aeruginosa Los enjambres revelaron que las bacterias envían señales a sus bacterias conespecíficas, advirtiéndoles del peligro y permitiéndoles evitarlo.
los Pseudomonas las bacterias hacen esto secretando el Pseudomonas molécula de señalización de quinolona (PQS), escriben los autores. Explican: "Estos mecanismos tienen el efecto general de limitar la infección a una subpoblación, lo que promueve la supervivencia de la población en general".
La coautora del estudio, Nina Molin Høyland-Kroghsbo, profesora asistente en el departamento de ciencias veterinarias y animales de la Universidad de Copenhague en Dinamarca, comenta los experimentos y sus hallazgos.
“Podemos ver en el laboratorio que las bacterias simplemente nadan alrededor de la 'zona peligrosa' con antibióticos o bacteriófagos. Cuando reciben la señal de advertencia de sus congéneres, se puede ver en el microscopio que se mueven en un círculo ordenado ”, dice el investigador, refiriéndose al movimiento de enjambre.
"Es un mecanismo de supervivencia inteligente para las bacterias", continúa. "Si resulta que las bacterias utilizan la misma maniobra evasiva cuando infectan a los humanos, puede ayudar a explicar por qué algunas infecciones bacterianas no pueden tratarse eficazmente con antibióticos".
“Es bastante fascinante para nosotros ver cómo las bacterias se comunican y cambian su comportamiento para que toda la población bacteriana sobreviva. Casi se puede decir que actúan como un organismo unido ".
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
Allanando el camino para antibióticos más efectivos
En un editorial vinculado, Julia C. van Kessel comenta sobre la importancia de los hallazgos, diciendo que P. aeruginosaLa capacidad de afectar el comportamiento de un grupo, como el enjambre en respuesta al estrés, es un hallazgo "único". Esto llevó a los autores del estudio a acuñar el término "respuesta colectiva al estrés", escribe van Kessel.
Los autores del estudio también comentan las formas en que sus hallazgos podrían finalmente ayudar a abordar la crisis de resistencia a los antibióticos.
Aunque hay mucho más trabajo por hacer antes de que los hallazgos conduzcan al desarrollo de tratamientos útiles, el próximo paso de la investigación será encontrar formas de interferir con la señalización PQS de la bacteria.
Los hallazgos “[despejan] el camino para el uso de drogas en un intento de prevenir que la señal de advertencia se envíe en primer lugar”, dice Nina Molin Høyland-Kroghsbo.
“Alternativamente, podría diseñar sustancias que puedan bloquear la señal para que no la reciban otras bacterias, y esto podría hacer que el tratamiento con antibióticos o virus bacteriófagos sea más efectivo”, agrega el investigador.
“Las infecciones con este tipo de bacterias son un problema importante en todo el mundo, con muchas hospitalizaciones y muertes. Es por eso que estamos muy contentos de poder contribuir con nuevos conocimientos que potencialmente se pueden utilizar para combatir estas bacterias ”.
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
