Descubren cómo las bacterias se hacen resistentes a los antibióticos

Alejandro Vila (izq.) y Pablo Tomatis, autores del trabajo que se publica hoy en PNASFoto: Mario García

Nora Bär- LA NACIÓN- Edición Digital

Por su efectividad para curar enfermedades que en otras épocas eran mortales, hasta no hace mucho los antibióticos tenían aura de medicamentos mágicos. Las bacterias, sin embargo, se encargaron de demostrar lo contrario. Datos internacionales indican que hasta un 70% de los patógenos causantes de infecciones pulmonares son resistentes a uno de los antibióticos de primera línea y hasta el 60% de las infecciones hospitalarias se deben a microbios resistentes.

Actualmente, la resistencia bacteriana es un verdadero dolor de cabeza para los sanitaristas. Pero al menos por ahora investigadores argentinos ganaron un round en el combate contra los microorganismos patógenos: un trabajo que hoy se publica en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences logra desentrañar una de las claves de la resistencia bacteriana a los antibióticos: mostraron a través de estudios estructurales, bioquímicos y microbiológicos dónde se registran los cambios moleculares que les permiten a los microorganismos desactivar estos fármacos.

«Desde que, hace un siglo y medio, Darwin publicó El origen de las especies , la palabra “evolución” designa el proceso de cambios genéticos que llevan a la aparición de nuevas especies o su adaptación a distintos ambientes -cuentan Alejandro Vila, del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario, del Conicet y la Universidad Nacional de esa ciudad, y Pablo Tomatis, autores del trabajo-. Algo menos conocido, sin embargo, es que no sólo evolucionan los organismos completos, sino también las moléculas. El concepto de evolución también se aplica a las proteínas y es crucial para la aptitud o supervivencia de los organismos, ya que permite que éstos se adapten a nuevas condiciones de su entorno. Sin embargo, el curso de la evolución de las proteínas no se entiende en su totalidad porque depende de una compleja interacción entre su secuencia, su estructura, su función y su estabilidad.»

En su intento de entender los mecanismos de resistencia de las bacterias patógenas a los antibióticos, Vila y Tomatis trabajan en unas enzimas (proteínas que catalizan reacciones químicas) llamadas metalobetalactamasas que les confieren esa capacidad. Es decir, la bacteria se defiende haciendo que evolucione esta proteína; lo que significa que todo un organismo depende de una proteína, una molécula.

Los científicos reprodujeron ese proceso in vitro, agregando mayores cantidades de antibióticos e induciendo mutaciones en la proteína. «Emulamos en el laboratorio el proceso natural de evolución de esta proteína -explica Vila-. Ya habíamos visto que podíamos tener una bacteria más resistente a los antibióticos haciendo evolucionar las betalactamasas. En este trabajo, logramos hacer evolucionar una de estas enzimas en el laboratorio y obtuvimos una más eficiente.»

El resultado los sorprendió: «Uno esperaría mutaciones en los sitios de contacto con el antibiótico. Lo raro es que los cambios que hacen que la enzima desactive más rápidamente los antibióticos ocurren lejos del sitio donde se une a éstos, algo que hubiera sido imposible de predecir racionalmente basándose en los enfoques convencionales. Es una idea que contradice la intuición». Aislando un grupo de proteínas mutantes, los investigadores trazaron su estructura metalográfica y pudieron visualizar cada uno de los sitios en que la proteína va evolucionando, qué hacen y cómo se conectan entre sí. «Vemos que hay interacciones muy débiles que van de un punto a otro de la proteína y le dan mucha flexibilidad, de modo que se puede abrir y cerrar mucho más rápido en la cavidad donde se une con el antibiótico -dice Vila-. Lo que nos sorprende es que lo hace a distancia.»

El de las betalactamasas es un sistema modelo para estudiar la evolución en general de las proteínas y arroja también otras conclusiones. «Mostramos que estas proteínas que se hace mutar en el laboratorio permiten predecir futuros escenarios de resistencia y abren la puerta al diseño de nuevos antibióticos -afirma Vila-. Nuestra idea es adelantarnos a la evolución. Podemos anticipar en qué dirección va a ir la resistencia de las bacterias, con lo que este conocimiento tendría un carácter predictivo.»