Los científicos de la Facultad de Medicina de la UNC han descubierto que una bacteria puede volverse mucho más o menos susceptible a un antibiótico dependiendo de la comunidad bacteriana específica en su medio.

Los científicos encontraron específicamente que la bacteria Pseudomonas aeruginosa puede producir factores moleculares específicos que aumentan o disminuyen drásticamente la capacidad de un antibiótico para matar Staphylococcus aureus. otra bacteria que a menudo co-infecta con P. aeruginosa .

Los resultados, publicado en Biología PLoS , señalan la posibilidad de que nuevos antibióticos empleen estos factores para mejorar la susceptibilidad a los antibióticos.

La investigación también muestra cómo comprender la mezcla precisa de bacterias y sus interacciones podría convertirse en una parte estándar de la práctica clínica en el tratamiento de infecciones bacterianas. especialmente las infecciones más peligrosas que implican resistencia a los antibióticos. Actualmente, los médicos miden la susceptibilidad a los antibióticos de una especie bacteriana infecciosa examinándola aisladamente de otras especies.

"Las interacciones con P. aeruginosa puede cambiar completamente S. aureus la susceptibilidad a los antibióticos estándar, "dijo el autor principal del estudio, Brian P. Conlon, Doctor, profesor asistente de microbiología e inmunología en la UNC.

La resistencia a los antibióticos por parte de bacterias y otros microbios es una crisis de salud pública en curso. contribuyendo a cerca de dos millones de infecciones y 23, 000 muertes por año en los Estados Unidos, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. P. aeruginosa , por ejemplo, es un patógeno multirresistente asociado con infecciones adquiridas en el hospital, incluida la neumonía asociada al ventilador. Como para S. aureus ¬, algunas cepas no causan enfermedades. Otros causan las clásicas infecciones por "estafilococos" que los antibióticos sí matan. Otras cepas, aunque, son resistentes a los antibióticos.

Los investigadores se han apresurado a encontrar formas de superar la resistencia de estas y otras bacterias.

Una pista en la carrera para superar la resistencia a los antibióticos que descubrieron Conlon y sus colegas es que S. aureus a veces adopta un crecimiento lento, Estado de "baja energía" que dificulta su eliminación con antibióticos. El equipo de Conlon planteó la hipótesis de que este estado de baja energía podría surgir de la competencia entre especies. En otras palabras, una especie bacteriana coinfectante podría haber desarrollado la capacidad de producir factores que ponen a los competidores microbianos en desventaja. Tales factores pueden incluir toxinas, enzimas o varios componentes bacterianos exclusivos de cepas específicas.

"Lo sabemos P. aeruginosa comúnmente coinfecta con S. aureus y secreta factores que interfieren S. aureus metabolismo de ", Dijo Conlon." Así que nuestra hipótesis era que esta interacción podría estar arrojando S. aureus en un estado más resistente a los antibióticos ".

Conlon y colegas, incluida la primera autora Lauren Radlinski, un estudiante de posgrado en el Laboratorio Conlon que realizó la mayoría de los experimentos, investigó esta posibilidad en el nuevo estudio. Establecieron un panel de S. aureus culturas, los expuso a moléculas secretadas por 14 diferentes P. aeruginosa son, y luego probó la susceptibilidad de cada cultivo a uno de los tres antibióticos:vancomicina, tobramicina, y ciprofloxacina.

Los resultados fueron sorprendentes y tienen implicaciones para la práctica clínica.

los P. aeruginosa factores afectados S. aureus la susceptibilidad a los tres antibióticos, en algunos casos en gran medida. Algunas cepas de P. aeruginosa , como se esperaba, significativamente reducido S. aureus susceptibilidad a tobramicina y ciprofloxacina. Asombrosamente, aunque, muchas otras cepas de P. aeruginosa mejorado ampliamente S. aureus susceptibilidad a los antibióticos utilizados en los experimentos.

"Los factores secretados por ocho de los P. aeruginosa son, por ejemplo, indujo de 100 a 1000 veces más muerte de S. aureus por vancomicina, en comparación con la cultura de control de S. aureus que no estuvo expuesto a P. aeruginosa factores, "Dijo Conlon.

Los investigadores identificaron tres P. aeruginosa factores que explicaron estos efectos:

• Una enzima cortadora de proteínas llamada LasA aumentó la capacidad de la vancomicina para matar S. aureus .
• Un conjunto de moléculas relacionadas con la grasa llamadas ramnolípidos aumentó S. aureus absorción de tobramicina.
• Una pequeña molécula orgánica llamada HQNO inhibió el metabolismo de S. aureus , cambiándolo al estado de baja energía que lo hizo más resistente a los antibióticos.

Conlon y sus colegas dijeron que podría ser posible crear nuevos antibióticos que incluyan los factores que mejoran la susceptibilidad LasA y ramnolípidos, y / o bloquear el factor reductor de la susceptibilidad HQNO, para construir un mejor arsenal contra infecciones bacterianas graves.

Otro enfoque sería desarrollar pruebas genéticas bacterianas simples que permitan a los médicos detectar cuándo una bacteria coinfectante probablemente secreta factores que influyen significativamente en la susceptibilidad a los antibióticos.

El equipo de Conlon ahora está secuenciando P. aeruginosa cepas para ver cómo las secuencias de genes varían entre las cepas y cómo esta variación afecta la capacidad de estas cepas para producir los factores antes mencionados que el laboratorio de Conlon ha descrito.