Los investigadores han demostrado que la diversidad genética juega un papel clave para permitir que evolucione la resistencia a los medicamentos. Científicos del Instituto Wellcome Trust Sanger y del Instituto de Investigación sobre el Cáncer y el Envejecimiento de Niza en Francia, muestran que una alta diversidad genética puede generar nuevas mutaciones que causen resistencia a los medicamentos. El estudio publicado hoy (17 de octubre) en Informes de celda tiene implicaciones para nuestra comprensión de la evolución de la resistencia a los fármacos antimicrobianos y contra el cáncer.
La Organización Mundial de la Salud clasifica la resistencia a los antimicrobianos como una de las mayores amenazas para la salud mundial en la actualidad. Actualmente 700, 000 muertes al año en todo el mundo, con 25, 000 de los de la UE y 23, 000 en los EE. UU. Están relacionados con la resistencia a los antimicrobianos. Se prevé que estas cifras aumenten a 10 millones de muertes al año para 2050 si no se hace nada para abordar el problema. Igualmente, el cáncer está relacionado con 8,2 millones de muertes anuales en todo el mundo, siendo la resistencia a la quimioterapia una limitación importante del tratamiento.
Estudios anteriores habían vinculado una alta diversidad genética dentro de las infecciones bacterianas o en cánceres con malos resultados para los pacientes tratados con fármacos antimicrobianos o quimioterápicos. Los investigadores de este estudio utilizaron levadura en ciernes, crear poblaciones de células con más de 10 millones de genomas diferentes aleatorizados, para investigar cómo la diversidad genética afecta la resistencia. Los desarrollaron para crecer en medicamentos antimicrobianos durante 4 semanas y luego estudiaron las células de levadura sensibles y resistentes.
Dr. Ignacio Vázquez-García, el primer autor del Wellcome Trust Sanger Institute y la Universidad de Cambridge, dijo:"Descubrimos que el grado de diversidad dentro de la población celular, conocido como heterogeneidad clonal, desempeñaba un papel importante en la adquisición de resistencia a los antimicrobianos. Al secuenciar los genomas de células sensibles y resistentes, demostramos que algunas células estaban preadaptadas, o cebado, mientras que otras células adquirieron nuevas mutaciones para ganar resistencia ".
Al cruzar las cepas evolucionadas, los investigadores pudieron investigar los complejos procesos evolutivos involucrados en el desarrollo de la resistencia. Pudieron ver no solo qué mutaciones impulsaban la resistencia, llamadas mutaciones impulsoras, sino también cómo las mutaciones de fondo las afectaban.
Descubrieron dos tipos de mutaciones conductoras. Las células con mutaciones conductoras débiles necesitaban otras mutaciones de fondo para crecer bien en fármacos antimicrobianos, sin embargo, las células con fuertes mutaciones impulsoras desarrollaron resistencia a los fármacos independientemente de su origen genético.
Profesor Gianni Liti, autor principal del artículo del Instituto de Investigación sobre el Cáncer y el Envejecimiento, Bonito, dijo:"Pudimos estudiar la evolución en el tiempo combinando secuencias del genoma de las poblaciones celulares y rastreando las características de crecimiento de las células de levadura. Descubrimos que el trasfondo genético tenía una gran influencia en si mutaciones más débiles conferirían resistencia a los medicamentos , y en estos casos muchas células diferentes se adaptaron en una ola. Sin embargo, con cualquier origen genético, las células con fuertes mutaciones impulsoras podrían "dar un salto" y superar a otras células que crecen en los fármacos ".
Profesor Ville Mustonen, Autor principal de la Universidad de Helsinki y anteriormente en el Wellcome Trust Sanger Institute, dijo:"Nuestro estudio ayuda a comprender la evolución de la resistencia a los medicamentos, y tiene implicaciones no solo para la levadura, pero también para bacterias y cáncer. Si bien se necesitan más estudios, estamos acumulando pruebas para demostrar que la diversidad genética en una infección bacteriana o en un tumor en tratamiento podría sentar las bases de la resistencia a la terapia y afectar la rapidez con que se desarrolla la resistencia ".
