La evolución de la resistencia a los antibióticos

Los fármacos inhibidores ejercen una intensa presión selectiva sobre las bacterias, que con frecuencia reaccionan mediante mutaciones espontáneas que las hacen más resistentes. La resistencia a los antibióticos de las bacterias también puede producirse a causa de la transferencia horizontal de genes procedentes de otros organismos que les confieren dicha resistencia. Determinar los mecanismos que rigen la evolución de la resistencia a los antibióticos resulta fundamental para prevenir este fenómeno.

El propósito de la iniciativa RARE (Revealing antibiotic resistance evolution), dotada con financiación de la Unión Europea, consistía en hallar fórmulas novedosas para hacer un uso más eficiente de los antibióticos y detener o ralentizar la resistencia a los mismos. Ante esta tesitura, los investigadores se propusieron determinar el ritmo al que se incrementa la resistencia en tratamientos en los que se emplea un único fármaco, por un lado, y en los que se combinan varios medicamentos, por otro.

El consorcio desarrolló un innovador dispositivo denominado «Morbidostat» para estudiar la evolución de la resistencia bacteriana a los fármacos. Con este instrumento y utilizando medicamentos de relevancia clínica, los científicos pudieron mantener un nivel de presión selectiva casi constante sobre poblaciones en fase de evolución.

Se realizaron pruebas, en condiciones de presión selectiva moderada e intensa, con más de veintidós fármacos en cepas de un tipo de Escherichia coli silvestre y sensible a los fármacos. Las poblaciones que proliferaron en las concentraciones más altas de medicamentos fueron objeto de análisis genéticos en busca de modificaciones asociadas a la aparición de dicha resistencia. Cuando los científicos fenotiparon los clones de cada cultivo descubrieron que, en varios casos, las bacterias también habían adquirido resistencia a otros fármacos.

Las mediciones relativas a las interacciones epistáticas entre diferentes mutaciones de las cepas evolucionadas que se detectaron en los datos de secuenciación referentes al genoma completo permitieron confeccionar un listado de mutaciones responsables de la resistencia —incluyendo la cruzada—. Además, los científicos descubrieron que las cepas que se volvieron resistentes a los aminoglucósidos desarrollaron hipersensibilidad frente a la mayoría del resto de antibióticos.

En conjunto, los resultados del estudio RARE indicaron claramente que una elevada presión selectiva favorece la resistencia cruzada en bacterias. Los datos generados pueden sentar las bases para el diseño de tratamientos con los que evitar o retrasar el desarrollo de la resistencia a los antibióticos.