Los investigadores han descubierto que reducir el uso de antibióticos no será suficiente para revertir la creciente prevalencia de resistencia a los antibióticos para algunos tipos de bacterias.

Además de transmitir los genes que confieren resistencia a los antibióticos a su descendencia, muchas bacterias también pueden intercambiar genes entre sí a través de un proceso llamado conjugación. Ha habido un debate durante mucho tiempo, sin embargo, en cuanto a si este proceso ocurre lo suficientemente rápido como para propagarse a través de una población que no está siendo atacada por antibióticos.

En un nuevo estudio, Los investigadores de la Universidad de Duke creen que han encontrado una respuesta definitiva a esa pregunta. A través de una serie de experimentos con bacterias capaces de conjugarse, muestran que todas las bacterias analizadas comparten genes lo suficientemente rápido como para mantener la resistencia. También muestran, sin embargo, que hay formas de interrumpir el proceso y revertir la resistencia a los antibióticos.

Los resultados aparecen en línea el 22 de noviembre en la revista. Comunicaciones de la naturaleza .

"Los resultados me sorprendieron cuando vi los datos por primera vez, "dijo Lingchong You, Paul Ruffin Scarborough, profesor asociado de ingeniería en la Universidad de Duke y autor correspondiente del artículo. "Para todas las bacterias que analizamos, su tasa de conjugación es lo suficientemente rápida que, incluso si no usa antibióticos, la resistencia se puede mantener, incluso si los genes tienen un costo elevado ".

La mayor parte de la resistencia a los antibióticos surge y se propaga a través de la selección natural. Si unas pocas bacterias afortunadas tienen genes que las ayudan a sobrevivir a una ronda de antibióticos, rápidamente son padres de la siguiente generación y transmiten esos genes.

Muchos de estos genes, sin embargo, tienen un costo. Por ejemplo, una mutación puede permitir que una bacteria construya una membrana más gruesa para sobrevivir a un antibiótico en particular, pero esa mutación también podría dificultar la reproducción de la célula. Sin la presión selectiva de los antibióticos acabando con la competencia, las bacterias con esta mutación deberían desaparecer con el tiempo.

Pero cuando los genes responsables de la resistencia también pueden intercambiarse entre células, la ecuación se vuelve más complicada. A favor de mantener la resistencia está la velocidad a la que se comparten los genes. En contra está el costo biológico de los genes mencionado anteriormente, y la tasa de error natural en los genes cuando se transmiten.

"Se han realizado algunos estudios sobre la importancia de la conjugación para mantener la resistencia a pesar de su costo, pero ha habido una falta de experimentos cuidadosos y bien definidos para llegar a conclusiones definitivas, "Dijo You." Ahí es donde Allison ha hecho una contribución central. Sus mediciones increíblemente minuciosas nos permiten sacar nuestras conclusiones con gran confianza ".

Allison Lopatkin, estudiante de doctorado en el laboratorio de You y primer autor del artículo, midió cuidadosamente la tasa de conjugación y resistencia a los antibióticos en patógenos durante más de un mes. Las cepas se obtuvieron a través de un proyecto paralelo con Duke Health, en el que está tratando de determinar qué tan común es la conjugación entre los patógenos.

Hasta aquí, Ha descubierto que más del 30 por ciento de los patógenos bacterianos que ha probado propagan la resistencia a través de la conjugación. Y de esos Lopatkin probó nueve más para ver qué tan bien mantendrían su resistencia en ausencia de antibióticos.

"Cada cepa clínica que probamos mantuvo su resistencia a través de la conjugación incluso sin la presión selectiva de los antibióticos, "dijo Lopatkin.

Los resultados indican que, al menos para las bacterias que intercambian genes de resistencia, el simple hecho de administrar la cantidad de antibióticos que se utilizan no cambiará el rumbo del creciente problema de la resistencia. Para hacer algún avance, según Tú y Lopatkin, También se necesitarán medicamentos que detengan el intercambio de genes y disminuyan la velocidad a la que se transmiten a través de la reproducción.

Afortunadamente, tales drogas ya existen, y puede haber muchos más esperando ser descubiertos.

"Hicimos los mismos experimentos con un fármaco que se sabe que inhibe la conjugación y otro que fomenta la pérdida de genes de resistencia". Lopatkin dijo:"Descubrimos que sin la presencia de antibióticos podríamos revertir la resistencia de la bacteria en cuatro de los patógenos que probamos y podríamos evitar que se propague al resto".

Uno de los medicamentos es un producto natural benigno y el segundo es un antipsicótico aprobado por la FDA. Si bien el equipo ha presentado una patente provisional para el uso de la combinación para revertir la resistencia a los antibióticos, esperan que el trabajo futuro revele opciones aún mejores.

"Como siguiente paso, estamos interesados ​​en identificar sustancias químicas adicionales que puedan cumplir estas funciones de manera más eficaz, "dijo usted". Históricamente, cuando los investigadores examinaron enormes bibliotecas en busca de medicamentos, se enfocaron en medicamentos que pueden matar las bacterias. Pero lo que sugieren nuestros estudios es que hay un universo completamente nuevo en el que ahora puede buscar otras funciones, como la capacidad de bloquear la conjugación o de inducir la pérdida de genes de resistencia. Estos químicos, una vez probado que es seguro, pueden servir como adyuvantes del tratamiento antibiótico estándar, o se pueden aplicar en un entorno medioambiental como una forma de gestionar de forma general la propagación de la resistencia a los antibióticos ".