Descubren cómo las bacterias se hacen resistentes a los antibióticos

Alejandro Vila (izq.) y Pablo Tomatis, autores del trabajo que se publica hoy en PNAS

Foto: Mario García

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El hallazgo abre la puerta al diseño de fármacos más efectivos contra las infecciones

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Por su efectividad para curar enfermedades que en otras épocas eran mortales, hasta no hace mucho los antibióticos tenían aura de medicamentos mágicos.

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Las bacterias, sin embargo, se encargaron de demostrar lo contrario.

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Datos internacionales indican que hasta un 70% de los patógenos causantes de infecciones pulmonares son resistentes a uno de los antibióticos de primera línea y hasta el 60% de las infecciones hospitalarias se deben a microbios resistentes.

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Actualmente, la resistencia bacteriana es un verdadero dolor de cabeza para los sanitaristas.

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Pero al menos por ahora investigadores argentinos ganaron un round en el combate contra los microorganismos patógenos:

un trabajo que hoy se publica en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences logra desentrañar una de las claves de la resistencia bacteriana a los antibióticos:

mostraron a través de estudios estructurales, bioquímicos y microbiológicos dónde se registran los cambios moleculares que les permiten a los microorganismos desactivar estos fármacos.

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"Desde que, hace un siglo y medio, Darwin publicó El origen de las especies , la palabra «evolución» designa el proceso de cambios genéticos que llevan a la aparición de nuevas especies o su adaptación a distintos ambientes -cuentan Alejandro Vila, del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario, del Conicet y la Universidad Nacional de esa ciudad, y Pablo Tomatis, autores del trabajo-.

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Algo menos conocido, sin embargo, es que no sólo evolucionan los organismos completos, sino también las moléculas.

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El concepto de evolución también se aplica a las proteínas y es crucial para la aptitud o supervivencia de los organismos, ya que permite que éstos se adapten a nuevas condiciones de su entorno.

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Sin embargo, el curso de la evolución de las proteínas no se entiende en su totalidad porque depende de una compleja interacción entre su secuencia, su estructura, su función y su estabilidad."

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En su intento de entender los mecanismos de resistencia de las bacterias patógenas a los antibióticos, Vila y Tomatis trabajan en unas enzimas (proteínas que catalizan reacciones químicas) llamadas metalobetalactamasas que les confieren esa capacidad.

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Es decir, la bacteria se defiende haciendo que evolucione esta proteína; lo que significa que todo un organismo depende de una proteína, una molécula.

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Los científicos reprodujeron ese proceso in vitro, agregando mayores cantidades de antibióticos e induciendo mutaciones en la proteína.

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"Emulamos en el laboratorio el proceso natural de evolución de esta proteína -explica Vila-.

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Ya habíamos visto que podíamos tener una bacteria más resistente a los antibióticos haciendo evolucionar las betalactamasas.

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En este trabajo, logramos hacer evolucionar una de estas enzimas en el laboratorio y obtuvimos una más eficiente."

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El resultado los sorprendió:

"Uno esperaría mutaciones en los sitios de contacto con el antibiótico.

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Lo raro es que los cambios que hacen que la enzima desactive más rápidamente los antibióticos ocurren lejos del sitio donde se une a éstos, algo que hubiera sido imposible de predecir racionalmente basándose en los enfoques convencionales.

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Es una idea que contradice la intuición".

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Aislando un grupo de proteínas mutantes, los investigadores trazaron su estructura metalográfica y pudieron visualizar cada uno de los sitios en que la proteína va evolucionando, qué hacen y cómo se conectan entre sí.

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"Vemos que hay interacciones muy débiles que van de un punto a otro de la proteína y le dan mucha flexibilidad, de modo que se puede abrir y cerrar mucho más rápido en la cavidad donde se une con el antibiótico -dice Vila-.

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Lo que nos sorprende es que lo hace a distancia."

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El de las betalactamasas es un sistema modelo para estudiar la evolución en general de las proteínas y arroja también otras conclusiones.

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"Mostramos que estas proteínas que se hace mutar en el laboratorio permiten predecir futuros escenarios de resistencia y abren la puerta al diseño de nuevos antibióticos -afirma Vila-. Nuestra idea es adelantarnos a la evolución.

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Podemos anticipar en qué dirección va a ir la resistencia de las bacterias, con lo que este conocimiento tendría un carácter predictivo."

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Nora Bär

LA NACION