31 agosto, 2011

Las bacterias ya eran resistentes a los antibióticos 30,000 años antes de que los usáramos

Los antibióticos fueron descubiertos hace más de 70 años por Alexander Fleming y desde entonces los hemos producido y usado día a día para curar la mayoría de nuestros males. Se sabe que el uso excesivo o inadecuado de los antibióticos genera una fuerte presión selectiva sobre las bacterias patógenas propiciando la aparición de cepas resistentes. Sin embargo, un grupo de investigadores canadienses han demostrado que la resistencia a los antibióticos es un fenómeno natural ancestral ya que se han encontrado genes de resistencia en muestras de hielo de 30,000 años de antigüedad según un artículo publicado en Nature.

antibiotic-resistance

Estudios recientes muestran que la concentración de genes de resistencia que hay en las bacterias que habitan nuestro cuerpo (ya sean comensales o patógenas) como en las bacterias de vida libre han aumentado durante los últimos años. Sin embargo, cuando se hacen análisis de ADN ambiental se encuentra una gran reserva de secuencias homólogas a los genes de resistencia conocidos, sugiriendo que la presencia de estos genes no es un fenómeno moderno sino que tiene una historia natural muy antigua, tal vez desde el momento en que se originaron los primeros antibióticos hace unos 40 a 2,000 millones de años.

Para determinar si los genes de resistencia actuales aparecieron debido al uso de los antibióticos o ya estaban presentes desde mucho más antes, un grupo de investigadores canadienses liderados por la Dra. Vanessa D’Costa y su colega Christine King de la Universidad McMaster, analizaron las secuencias de ADN presentes en un bloque de hielo extraído del norte de Canadá, cerca a la ciudad de Dawson, la cual permaneció inalterada por al menos unos 30,000 años (permafrost perteneciente al Pleistoceno tardío).

Antes de empezar con sus análisis, los investigadores corroboraron de que no hubo contaminación con bacterias modernas al momento de extraer el núcleo de hielo y que el ADN presente era en realidad ancestral. Luego, hicieron un análisis metagenómico —secuenciaron todo el ADN presente en la muestra, sin importar a que especie de bacteria correspondía— y encontraron genes de resistencia a la tetraciclina (TetM), a la vancomicina (VanX), a la penicilina (Bla), entre otros.

D’Costa et al. aislaron estos genes y los introdujeron en unas bacterias para analizar y comparar sus secuencias con los genes de resistencia modernos. Por ejemplo, las B-Lactamasas (Bla) tenían un alto grado de similaridad con las Bla modernas, lo mismo ocurrió con las TetM. En ambos casos, los genes de resistencia ancestrales se agrupaban con los genes de resistencia de los actinomicetos modernos. Pero, lo que les pareció más intrigante a los investigadores fue que la resistencia a la vancomicina ancestral tenía una estructura y una función similar a la versión moderna.

vancomicina-resistencia

Este descubrimiento se debe de tomar muy en cuenta ya que la vancomicina es un antibiótico usado como último recurso, cuando los demás antibióticos no funcionan. La resistencia a la vancomicina apareció a finales de los años 1980’s y se ha diseminado rápidamente a muchas otras bacterias patógenas. Esta resistencia se da gracias a la acción de un operón compuesto por tres genes: vanHvanAvanX (vanHAX), que en conjunto inhiben la acción del antibiótico y reactivan la síntesis de la pared celular bacteriana. El estudio mostró que la resistencia ancestral también estaba formada por este grupo de genes y la proteína vanA ancestral era estructuralmente similar a la vanA moderna.

Esto quiere decir que la aparición de cepas resistentes no sólo se debe a la presión selectiva ejercida por los antibióticos usados en la medicina moderna, sino que también hay un reservorio de genes de resistencia que ha estado rondando por el ambiente durante miles de años, los cuales aceleran los brotes de bacterias resistentes en diferentes partes del mundo. Esto nos enseña que las bacterias siempre nos llevan la delantera.


Referencia:

ResearchBlogging.orgD’Costa, V., King, C., Kalan, L., Morar, M., Sung, W., Schwarz, C., Froese, D., Zazula, G., Calmels, F., Debruyne, R., Golding, G., Poinar, H., & Wright, G. (2011). Antibiotic resistance is ancient Nature DOI: 10.1038/nature10388

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