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La resistencia extracelular a antibióticos

Según la Organización Mundial de la Salud, la resistencia bacteriana a múltiples fármacos es uno de los principales retos a los que se enfrenta la medicina moderna. Unos investigadores europeos se propusieron proporcionar soluciones alternativas de tratamiento prestando especial atención a los procesos que acontecen fuera de la célula bacteriana.
La resistencia extracelular a antibióticos
A lo largo de los años, la investigación sobre la acción de los antibióticos y la resistencia bacteriana a fármacos se ha centrado en actuar de manera específica sobre funciones fundamentales dentro de la célula bacteriana. Sin embargo, indicios recientes señalan que es necesario tener en cuenta la resistencia extracelular, un término que hace referencia a las moléculas que las bacterias producen y que interfieren en los antibióticos fuera de las células bacterianas.

Las bacterias altamente resistentes a antibióticos presentes en una baja proporción dentro de una población bacteriana heterogénea protegen al resto de bacterias que presentan una menor resistencia así como a otras especies de bacterias resistentes. La protección parece depender de un aumento en la producción y la liberación de moléculas bacterianas, que difunden en el medio y favorecen un aumento de la resistencia a antibióticos.

Los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea NONANTIRES (Non-genetic mechanisms of intrinsic antimicrobial resistance) estudiaron cómo responden las bacterias a concentraciones subletales de antibióticos y qué moléculas liberan. Para tal fin, estos emplearon el patógeno epidémico de la fibrosis quística (FQ), Burkholderia cenocepacia, que tras la exposición a antibióticos bactericidas secretaba la poliamina putrescina y la proteína bacteriana lipocalina BcnA.

La información obtenida sobre sus mecanismos de acción reveló que estas dos moléculas protegían de la acción de los antibióticos a las células bacterianas que las sintetizaban y a las células bacterianas secundarias más sensibles a compuestos antimicrobianos de otras especies. En concreto, la putrescina impedía la unión del antibiótico a la superficie de las bacterias y reducía el daño oxidativo dentro de las células. Pseudomonas aeruginosa, el patógeno más común en la FQ, también sintetizaba putrescina en exceso tras la exposición a antibióticos.

Se descubrió que BcnA está muy conservada en bacterias y que forma parte de una gran familia de proteínas hipotéticas conservadas (YceI). Determinados miembros de la familia YceI eran capaces de unirse a moléculas anfipáticas y retener ácidos grasos o amidas tóxicas, mientras que otros interaccionaban con lípidos isoprenoides y herbicidas clorofenoxi.

Curiosamente, los investigadores descubrieron que determinadas vitaminas y micronutrientes esenciales alimentarios podían hacer frente a la resistencia a antibióticos mediada por lipocalinas bacterianas tanto in vitro como in vivo. Esta capacidad sorprendente ayudó a descubrir nuevas opciones para hacer frente a la resistencia antimicrobiana.

En conjunto, las actividades de NONANTIRES proporcionaron indicios fehacientes sobre la existencia de un comportamiento cooperativo en poblaciones bacterianas tras la exposición a antibióticos. Dado que la aparición de bacterias patógenas gram-negativas resistentes ha exacerbado el problema de los de la resistencia de alto nivel a múltiples fármacos, el trabajo del proyecto NONANTIRES tiene el potencial de conducir al descubrimiento y diseño de nuevos antibióticos más eficaces.

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Palabras clave

Resistencia a antibióticos, bacteria, fibrosis quística, putrescina, lipocalina, BcnA, vitamina
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