Suele pensarse que la resistencia bacteriana hace referencia a algún tipo de superbacteria que se ha adaptado rápidamente y se ha vuelto resistente a los tratamientos. Sin embargo, existe una posibilidad menos evidente: las bacterias capaces de aletargarse para pasar desapercibidas. Estas fueron el objeto de estudio del proyecto BIO-NMR, en el cual se encontró un modo de activarlas para aniquilarlas.
«Los antibióticos solo pueden destruir bacterias cuando estas crecen y se reproducen —explicó Thomas K. Wood, profesor de ingeniería química y catedrático de biología en la Universidad Estatal de Pensilvania—. Pero los factores de estrés medioambientales con frecuencia activan un mecanismo bacteriano que crea una toxina capaz de aletargar la célula y dotarla así de resistencia a los antibióticos». Eliminar este tipo de bacterias generadoras de biopelículas resulta por tanto muy complicado.
Un ejemplo relevante se encuentra en ciertas bacterias que habitan el tubo digestivo. Si bien la bilis podría destruirlas, estas bacterias se defienden en su presencia segregando una autotoxina (proteína) que las aletarga. Tan pronto como desaparece la bilis, la bacteria produce otra proteína para destruir a la primera y recuperar su actividad.
Un estudio dedicado a formas de detener la producción de esta toxina resultó fundamental para una investigación respaldada en parte por el proyecto financiado por la Unión Europea BIO-NMR (NMR for Structural Biology), un proyecto ya finalizado en el que se reunieron instalaciones europeas de espectroscopía por resonancia magnética nuclear (RMN). El equipo al cargo, de naturaleza internacional, también recibió el apoyo del proyecto español MINECO y del Laboratorio de Investigación Militar de los Estados Unidos y logró caracterizar el primer sistema de toxinas y antitoxinas en una biopelícula, el cual además depende del oxígeno.
Investigadores del Laboratorio de RMN de la Universidad de Barcelona llevaron a cabo esta caracterización a escala atómica y molecular. En su trabajo se dedicaron a E. coli, y descubrieron que la estructura de la antitoxina presenta canales lo suficientemente grandes como para que los atraviese el oxígeno y que el proceso depende de esta característica. Su sistema de toxina antitoxina Hha-TomB implica que, para despertar la bacteria de un estado latente, la antitoxina debe oxidar la toxina.
Dicho de otro modo, una fuente de oxígeno adicional podría bastar para despertar a las bacterias y hacerlas vulnerables a los antibióticos. Los investigadores descubrieron que basta con un 10 % de oxígeno para despertar a las bacterias en los márgenes de la biopelícula. De esta forma se podría descomponer la biopelícula y dispersarla, logrando así que queden expuestas las bacterias a las que protegía.
Wood señala la importancia de este resultado de cara al desarrollo de agentes antimicrobianos mejores. «Si desentrañamos los sistemas de toxina y antitoxina a escala atómica o molecular se podría generar antimicrobianos mejores —afirmó—. Me atrevería incluso a afirmar que los sistemas toxina y antitoxina son fundamentales para la fisiología de todas las bacterias. Esperamos esclarecer, gracias a toda esta información, de qué modo sobreviven a los antibióticos».
Para más información, consulte:
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