Evolución de la resistencia a los fármacos

La prevalencia de la resistencia microbiana a los fármacos se ha incrementado a lo largo de los años y representa un grave problema sanitario. Antes de comenzar con el diseño de nuevos antibióticos, los científicos deben comprender la evolución de la resistencia microbiana.

Salud

Las células disponen de una capacidad sorprendente para adaptarse a las alteraciones genéticas y ambientales. Con frecuencia, esto se concreta en la reorganización de sus redes metabólicas, o bien se producen cambios en sus mecanismos de regulación y expresión génica. No obstante, apenas se conocen los detalles relativos a estos procesos a nivel molecular y evolutivo. De cara a investigar en condiciones controladas la evolución de la resistencia cruzada y la hipersensibilidad en bacterias, resulta necesario efectuar pruebas de laboratorio sistemáticas y a gran escala. Con este propósito, el proyecto financiado con fondos europeos NETWORK EVOLUTION (Integrated evolutionary analyses of genetic and drug interaction networks in yeast) se sirvió de la bacteria Escherichia coli para aplicar un enfoque basado en la biología de sistemas a fin de desentrañar los mecanismos que favorecen la resistencia cruzada entre diferentes antibióticos. El equipo combinó técnicas de laboratorio de alto rendimiento, la secuenciación del genoma completo y la biología computacional para interpretar los experimentos centrados en dicha evolución y estudiar cepas resistentes evolucionadas en laboratorio. Los investigadores elaboraron el primer mapa experimental que describe las interacciones que se producen entre la resistencia cruzada y la sensibilidad colateral. Los resultados revelaron que se produce una conexión evolutiva entre dos antibióticos si la adaptación a uno de ellos deriva en el desarrollo de sensibilidad al otro. Este fenómeno de interrelación resultaba congruente con los datos de la corresistencia a gran escala relativos a aislados clínicos de las mismas especies, lo que pone de manifiesto la relevancia médica de este recurso único. El análisis del mapa evolutivo permitió identificar los principios generales que rigen la evolución de los patrones de la resistencia cruzada. Esto allanó el camino hacia el desarrollo de métodos informáticos con los que predecir la propensión a la resistencia cruzada de nuevos compuestos antimicrobianos. Además, el proyecto detectó un mecanismo molecular que subyace a la hipersensibilidad de bacterias resistentes a antibióticos a otros agentes, lo que sin duda contribuirá al diseño racional de tratamientos secuenciales con múltiples fármacos. En suma, NETWORK EVOLUTION abordó diversas cuestiones clave relacionadas con la adaptación microbiana a los antibióticos. El proyecto demostró que es posible predecir patrones de evolución que, a largo plazo, favorecerán que se tomen decisiones médicas bien fundamentadas.