Cómo combatir a las bacterias multirresistentes

Los microbios del cuerpo humano, conocidos por su constante competencia por los recursos limitados, producen moléculas antibióticas como una forma de "guerra química". Ahora, un equipo científico constata que estas interacciones, en particular dentro del microbioma, podrían revelar una gran cantidad de nuevos antibióticos.

El microbioma es la comunidad de microorganismos (como los hongos, bacterias y virus) que existen en un entorno en particular. En los seres humanos, el término se utiliza con frecuencia para describir los microorganismos que viven en o sobre una zona particular del cuerpo, como la piel o el tracto gastrointestinal.

El microbioma interactúa con el genoma humano para funcionar en conjunto, ayudando a mantener la defensa y la salud del hospedador, la absorción de alimentos, la prevención frente a agentes patógenos, la síntesis de vitaminas, la regulación del metabolismo, así como la modulación del eje intestino-cerebro.

Los investigadores de la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos), liderados por el español César de la Fuente, identificaron gracias a herramientas de inteligencia artificial 323 moléculas como potenciales antibióticos producidas por microbios que residen en comunidades complejas. Su descripción se publica en la revista Cell.

"En respuesta al alarmante aumento de bacterias resistentes a los medicamentos, que ha superado con creces el desarrollo de los antibióticos convencionales, nuestra última investigación ha identificado una nueva vía prometedora para el descubrimiento de antibióticos dentro del microbioma humano", resumen los autores.

La resistencia a los antibióticos es motivo de alerta y preocupación de la OMS, que ya en 2020 la ubicaba dentro de los "problemas sanitarios urgentes de dimensión mundial". Las causas, dice la OMS, obedecen a “una miríada de factores que se han combinado para crear un coctel terrorífico, como la prescripción y utilización no reglamentadas de antibióticos, la falta de acceso a medicamentos de calidad a precio asequible; la falta de agua limpia y de servicios de saneamiento, y de prevención y control de infecciones”.

Sin embargo, aunque la situación se hace más crítica en regiones marginadas y de pobreza, con crisis sanitarias, falta de agua y hábitos e higiene inadecuados, se han encontrado preocupantes niveles de resistencia a algunas infecciones bacterianas tanto en países de ingresos bajos, como medianos y altos; en hombres y en mujeres, sin importar edad, raza ni condición social, por lo que se trata de una problemática global.

Para explorar la hipótesis de que los antibióticos podrían ser producidos por microbios que residen en comunidades complejas, conocidas como microbioma, los investigadores, también de la Universidad de Stanford, se centraron en los péptidos, cadenas cortas de aminoácidos conocidas por su potencial como antibióticos innovadores.

Así, hicieron un análisis computacional exhaustivo de 444.054 pequeñas familias de proteínas extraídas de 1.773 metagenomas humanos.

Estos metagenomas --conjunto completo de material genético presente en una comunidad microbiana en un entorno específico-- provienen de 263 individuos sanos y de 4 partes diferentes del cuerpo, explica a EFE el investigador español.

El análisis computacional identificó 323 candidatos antibióticos codificados por secciones de ADN muy chiquitas que pueden producir una proteína pequeña que fue ignorada durante muchos años por los científicos debido a su tamaño. "Estas secciones de ADN pueden codificar moléculas antibióticas, lo que cambia el paradigma y nuestra concepción de ellas", detalla De la Fuente.

Las moléculas estudiadas mostraron un enfoque multifacético para combatir las bacterias: se dirigieron a sus membranas, trabajaron de manera sinérgica e incluso modularon las poblaciones de comensales intestinales. "Esto sugiere su potencial no solo para combatir patógenos peligrosos, sino también para remodelar las comunidades de microbiomas para una mejor salud", explicaron los autores.

Algo que pueda beneficiar a la humanidad

Según De la Fuente, el siguiente paso es intentar desarrollar estos nuevos antibióticos en algo que pueda beneficiar a la humanidad. También entender cómo se producen estas moléculas para facilitar esta 'guerra química' entre bacterias.

El equipo cree que estas moléculas se producen para permitir a las bacterias defenderse de otras bacterias en su entorno, ya que las bacterias siempre coexisten en comunidades complejas. Estas moléculas proporcionan una herramienta química crucial para proteger su nicho físico y sobrevivir en ambientes muy hostiles, como el intestino humano.