Resistencia a antibióticos: Factores ambientales influyen en la eficacia

La susceptibilidad a los antibióticos en bacterias resistentes no es estática. Una nueva investigación revela que las bacterias que albergan genes de resistencia podrían responder de manera diferente a los antibióticos si se las prueba en condiciones distintas a las utilizadas en los ensayos de laboratorio estándar. Esto podría afectar la eficacia de un tratamiento antibiótico.

Un nuevo estudio de la DTU (Universidad Técnica de Dinamarca) indica que el resultado de una medición de resistencia podría depender de las condiciones en las que se prueba la bacteria. Si bien las pruebas de laboratorio estándar se llevan a cabo en condiciones fijas y uniformes, alterar el entorno de la prueba podría hacer que la misma bacteria sea, en algunos casos, más o menos susceptible a un antibiótico de lo que indican los resultados de laboratorio.

Cuando los médicos o veterinarios reciben un informe de laboratorio que indica si una muestra bacteriana es resistente a un antibiótico, la respuesta suele ser que la bacteria es susceptible (y, por lo tanto, puede tratarse con antibióticos) o que no lo es. Esta respuesta es correcta para las condiciones de prueba estandarizadas que utilizan los laboratorios, y esta estandarización permite comparar los resultados entre diferentes laboratorios.

Sin embargo, las condiciones estándar no necesariamente reflejan todos los entornos que las bacterias encuentran en la vida real. En el cuerpo (y en diferentes huéspedes), factores como el nivel de pH (qué tan ácido o alcalino es un entorno) y la temperatura pueden variar, lo que puede influir en la eficacia con la que funcionan los genes de resistencia particulares.

“Estudiamos dos genes de resistencia generalizados y descubrimos que el pH y la temperatura pueden afectar significativamente la eficacia de esos genes y, por lo tanto, la susceptibilidad de la bacteria a los antibióticos. Esto podría significar que un tratamiento podría funcionar en el cuerpo, incluso si las pruebas de laboratorio sugieren lo contrario, y viceversa. Quizás lo más importante es que podría ofrecer nuevas pistas sobre cómo y por qué se desarrolla y se propaga la resistencia antimicrobiana en la naturaleza, en animales y entre bacterias”,

Professor Frank Møller Aarestrup, DTU National Food Institute

Comprender cómo se desarrolla y se propaga la resistencia antimicrobiana es crucial, ya que la resistencia a los antibióticos se ha convertido en una amenaza inminente para la salud pública mundial.

Dos genes de resistencia fluctúan en su susceptibilidad a los antibióticos

En el estudio, los investigadores investigaron dos genes de resistencia ampliamente prevalentes para determinar cómo cambiaban los niveles de resistencia cuando se variaron el pH y la temperatura en condiciones de laboratorio controladas. Entre otras medidas, cuantificaron la cantidad de antibiótico necesaria para matar la bacteria a medida que se alteraba el pH.

Los investigadores también examinaron la importancia de las temperaturas comparables a las temperaturas corporales de diferentes huéspedes. Aquí, observaron un efecto a temperaturas correspondientes a las aves (alrededor de 42°C) en comparación con los humanos (alrededor de 37°C).

Si un gen de resistencia funciona mejor a 42°C que a 37°C (o viceversa), esto puede afectar la facilidad con la que las bacterias que portan el gen sobreviven y se propagan en las aves, y, por lo tanto, la medida en que las aves pueden actuar como huéspedes de bacterias con ese tipo de resistencia.

Es importante monitorear a las aves en relación con la resistencia antimicrobiana porque las aves pueden adquirir y diseminar bacterias y genes resistentes, al tiempo que reflejan la propagación entre el medio ambiente, la agricultura y las áreas urbanas a largas distancias.

A largo plazo, la investigación podría contribuir a una mejor comprensión de cómo se expresa la resistencia en diferentes entornos y por qué puede desarrollarse y propagarse.

“El estudio puede ayudarnos a comprender dónde y cuándo los genes de resistencia particulares son más importantes, por ejemplo, en huéspedes específicos, a temperaturas particulares o en nichos de pH específicos. Por lo tanto, en lugar de solo preguntar ‘¿está presente el gen de resistencia aquí?’, cada vez podemos preguntar más ‘¿en qué condiciones funciona mejor y en qué huéspedes se encuentran esas condiciones? Por ejemplo, ¿está en aves o en humanos?’”, afirma el investigador postdoctoral Mikkel Anbo del DTU National Food Institute.

La investigación podría tener implicaciones de gran alcance

El estudio se llevó a cabo en el laboratorio con un material limitado, y se necesita más investigación antes de que los investigadores puedan determinar para qué más se podría utilizar este nuevo conocimiento. La investigación plantea una serie de preguntas y posibilidades, por ejemplo:

• Primero, sería interesante investigar si lo mismo se aplica a genes de resistencia adicionales, y no solo a los dos probados en este estudio.
• A largo plazo, la investigación podría influir en cómo entendemos e interpretamos las pruebas de laboratorio. El estudio muestra que los niveles de resistencia medidos pueden cambiar cuando el pH o la temperatura cambian. Esto no significa que las pruebas estándar sean incorrectas, pero sugiere que las pruebas estándar no necesariamente capturan la imagen completa de cómo se comportan los genes de resistencia en otras condiciones.
• La investigación también apunta a una posible idea futura para las infecciones del tracto urinario. En el montaje experimental, el gen de resistencia CTX-M-15 se debilitó notablemente a un pH más alcalino y, en algunos casos, pasó de resistente a susceptible. Esto sugiere que podría valer la pena investigar si, en las infecciones del tracto urinario, es posible alterar el entorno de una manera que ayude a combatir las infecciones resistentes.

Cómo hicieron los investigadores:

Los investigadores investigaron si la acidez/alcalinidad (pH) y la temperatura pueden cambiar la eficacia de los antibióticos contra las bacterias que portan los genes de resistencia CTX-M-15 y CMY-2. Los genes se encuentran en varias bacterias, incluida E. Coli.

Utilizaron E. Coli en el laboratorio y alteraron el entorno de las bacterias para que el pH oscilara entre 5 y 9, lo que corresponde a la variación en el pH intestinal humano normal. También probaron a diferentes temperaturas, incluidas 37°C (como en el cuerpo humano) y 42°C (como en las aves). Luego midieron la cantidad de antibiótico necesaria para matar las bacterias.

Lo que encontraron:

• CTX-M-15 confirió la resistencia más fuerte en condiciones ácidas y se debilitó a medida que el entorno se volvía más alcalino.
• CMY-2 funcionó mejor a un pH más alcalino que CTX-M-15.
• A un pH más alcalino, las bacterias que portan CTX-M-15 podrían, en el experimento, pasar de resistentes a susceptibles.
• La temperatura también afectó los resultados, lo que puede ser relevante al comparar diferentes huéspedes y entornos.