La resistencia antimicrobiana ya es una amenaza inminente para la salud pública. Esta habilidad única que tienen las bacterias para eludir antibióticos causa más de 1,2 millones de muertes al año, y cerca de 5 millones de infecciones. Es por eso que, a menudo, se habla de “bacterias resistentes”.

Ahora bien, ¿qué vuelve a estos microbios tolerantes a los medicamentos destinados a eliminarlos? Muchos piensan que la resistencia antimicrobiana se produce cuando una bacteria adquiere nuevos genes o muta los existentes. Sin embargo, la genética es solo una de las muchas formas en las que se puede sobrevivir a los antibióticos.

Investigando la estructura de ciertas bacterias, los investigadores de la Universidad Texas A&M descubrieron que casi todas pueden desarrollar tolerancia a los antibióticos sin ayuda de una mutación. Todo ello gracias a la energía electroquímica de sus células. 

En su nuevo estudio nos explican cómo las bacterias comunes se vuelven resistentes. 

La química de las bacterias resistentes

Científicos de muestras / Vía Pixabay

Durante miles de millones de años, los microorganismos han desarrollado numerosas estrategias de adaptación para sobrevivir en ambientes adversos. Todos estos mecanismos de supervivencia están en los genes. Por tal motivo, la mayoría de los antibióticos se centran en atacar procesos clave en la estructura de las bacterias en crecimiento. 

Sin embargo, las sobrevivientes a un ataque antibiótico pueden absorber energía y volverse resistentes al próximo ataque. 

Para demostrarlo, el equipo estudió a la famosa bacteria Escherichia coli con varias combinaciones de antibióticos. Curiosamente, sus células seguían activas después de administrar el tratamiento antimicrobiano. Las bacterias nadaban girando apéndices delgados, los flagelos, varios cientos de veces cada segundo. Por lo tanto, era evidente que seguían teniendo energía electroquímica en su membrana celular.

La energía electroquímica es como el campo eléctrico de una bacteria. Su voltaje puede ser más fuerte que el de los rayos, por lo que se cree que impulsa el crecimiento bacteriano.

Por lo general, esta energía desaparece después de un tratamiento con antibióticos. Sin embargo, las células sobrevivientes de E. coli exhibieron una amplia gama de energías, y lo que es aún más preocupante, comenzaron a crecer una vez que los antibióticos desaparecieron.

Para los investigadores, esto solo significa una cosa: las bacterias pueden sobrevivir a los antibióticos si el tratamiento no se completa. Esa es la esencia de las bacterias resistentes. 

Sobre la tolerancia a los antibióticos

Medicamentos / Vía Pixabay

Estudios anteriores ya habían señalado que las células bacterianas con energía electroquímica son precisamente las que sobreviven a dosis letales de antibióticos. Sin embargo, esta es la primera vez que se explica el porqué. 

Como las bacterias no poseen genes que puedan conferirles resistencia a los antibióticos, duermen durante el ataque. De esta manera, retienen la energía que más tarde necesitarán para nadar fuera de ambientes dañinos y propagarse rápidamente. 

“La energía electroquímica que observamos en E. coli también impulsó bombas de expulsión, es decir,  transportadores que pueden bombear antibióticos fuera de la célula para mitigar la amenaza. Las células nadadoras que observamos posiblemente se adaptaron a través de este mecanismo».

Pushkar Lele, profesor en Texas A&M

Por lo tanto, todas las bacterias comunes pueden convertirse en resistentes si no se completa el ciclo de tratamiento. Además, las células con alta energía sobreviven con más frecuencia cuando se cambia de antibiótico que cuando se usa un solo antibiótico.

Entonces, en esencia, el uso indebido de antibióticos es lo que ocasiona la resistencia antimicrobiana. Lo que significa que, para evitar la aparición de bacterias resistentes, necesitamos crear mejores regímenes de tratamiento. 

Referencias:

Heterogeneous Distribution of Proton Motive Force in Nonheritable Antibiotic Resistance https://dx.doi.org/10.1128/mbio.02384-22

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