Un equipo de científicos rumanos perforó un núcleo de hielo de 25 metros en la cueva Scǎrișoara en busca de pistas para desarrollar nuevos medicamentos. El hielo, con una antigüedad de 5.000 años, reveló muestras de bacterias ancestrales.
El análisis de laboratorio reveló algo notable. Estas bacterias, sin perturbar durante miles de años, fueron capaces de crecer en una variedad de entornos hostiles. Prosperaron en frío extremo y altos niveles de sal, condiciones que normalmente impedirían el crecimiento bacteriano.
Los científicos también descubrieron que las bacterias ancestrales eran resistentes a diez antibióticos modernos, incluyendo tratamientos de amplio espectro potentes como el ciprofloxacino, fármacos diseñados para matar muchos tipos de bacterias. En otras palabras, los antibióticos que normalmente matarían las bacterias o detendrían su crecimiento fueron en gran medida ineficaces contra esta cepa.
¿Cómo pueden las bacterias desarrollar resistencia a los antibióticos mucho antes de que los científicos los hayan creado o los médicos los hayan recetado?
La respuesta a esta aparente paradoja radica en el hecho de que todos los antibióticos modernos tienen su origen en la naturaleza. Durante miles de millones de años, las bacterias han estado involucradas en una lucha evolutiva entre sí. Como resultado, han producido formidables mecanismos de ataque y defensa químicos.
Una comprensión más profunda de estos mecanismos tiene el potencial de ayudar a los científicos a descubrir nuevos antibióticos para tratar infecciones peligrosas. El entorno natural está densamente poblado de bacterias y otros microbios. Existe una fuerte competencia por el espacio y los nutrientes limitados que proporciona.
Muchas especies producen compuestos químicos que matan o suprimen a sus rivales cercanos. Esto les da una ventaja en la lucha por estos recursos. Pero los productos químicos defensivos que generan impulsan la adaptación. Las bacterias deben protegerse de sus propias toxinas. Mientras tanto, los competidores evolucionan formas de resistirlas.
A lo largo de miles de millones de años, esta carrera armamentista ha generado un enorme reservorio de genes de resistencia y compuestos antimicrobianos.
El número de procesos biológicos dentro de las bacterias que los antibióticos pueden atacar es limitado. Sin embargo, la diversidad de esta resistencia natural es tan grande que algunos científicos argumentan que los genes capaces de resistir todos los antibióticos futuros ya pueden existir en el medio ambiente.
Las muestras recuperadas de la cueva de hielo rumana ofrecen un poderoso ejemplo de esta idea. Las bacterias estuvieron aisladas del mundo exterior durante 5.000 años. Sin embargo, aún pudieron demostrar resistencia a varios medicamentos modernos importantes, incluidos aquellos utilizados para tratar infecciones graves y potencialmente fatales como la tuberculosis.
No hay evidencia de que los microbios de la cueva sean dañinos para los humanos. Pero las bacterias no existen de forma aislada. Tienen una notable capacidad para compartir rasgos útiles entre sí intercambiando pequeños fragmentos de ADN, incluso entre especies bacterianas no relacionadas. Esto significa que los genes de resistencia preservados en las bacterias ambientales no necesariamente permanecen allí. Existe el riesgo de que si estos genes se transmiten a bacterias causantes de enfermedades, los fármacos existentes podrían volverse menos eficaces.
El aumento de las temperaturas está acelerando el derretimiento del hielo terrestre global. Existe el peligro de que microorganismos y su material genético que han permanecido inactivos durante mucho tiempo puedan liberarse en los sistemas de suelo y agua.
Si los genes de resistencia que se han conservado durante miles de años vuelven a entrar en las comunidades microbianas modernas, podrían contribuir a la propagación de la resistencia global a los antibióticos. Esto dificultaría mucho el tratamiento de infecciones bacterianas comunes y graves.
La farmacia oculta de la naturaleza
Sin embargo, las mismas presiones evolutivas que impulsan la resistencia también llevan a los microbios a producir moléculas capaces de matar a las bacterias rivales.
En pruebas de laboratorio, los productos químicos producidos por las muestras de la cueva de hielo pudieron matar o inhibir 14 tipos diferentes de bacterias conocidas por causar enfermedades humanas. Esto incluyó varias que figuran en la lista de patógenos de alta prioridad de la Organización Mundial de la Salud.
Estos compuestos podrían proporcionar puntos de partida para el desarrollo de nuevos antibióticos. Podrían ayudar a superar la resistencia a los fármacos existente en bacterias dañinas.
Muchos de los antibióticos actuales se descubrieron originalmente estudiando microbios naturales. La penicilina es un ejemplo.
La mayoría de las bacterias preservadas en entornos antiguos permanecen inestudiadas. Pueden representar una fuente importante y en gran parte inexplorada de nuevos compuestos antimicrobianos.
El ADN de las bacterias de la cueva de hielo también contiene numerosos genes sin un papel claramente identificado. Estas secuencias desconocidas pueden representar capacidades bioquímicas que nunca se han caracterizado.
Ofrecen potencial no solo en el descubrimiento de medicamentos, sino también en áreas tan diversas como la biotecnología industrial. Por ejemplo, las enzimas que permiten que las bacterias funcionen en frío extremo podrían adaptarse para su uso en procesos industriales que se ejecutan a temperaturas más bajas. Esto podría mejorar la eficiencia energética y reducir los costos.
Las bacterias preservadas en el hielo rumano ilustran lo profundamente arraigada que está la resistencia a los antibióticos en el mundo natural. También demuestran cuánto de la diversidad química de la naturaleza permanece inexplorada.
Los microbios antiguos pueden contener genes de resistencia a los antibióticos potencialmente dañinos que justifican una cuidadosa supervisión global. Pero también contienen un vasto almacén de herramientas bioquímicas que podrían proporcionarnos nuevos medicamentos.
A medida que la resistencia antimicrobiana continúa aumentando en todo el mundo, comprender estos sistemas microbianos antiguos puede resultar cada vez más importante.
Matthew Holland recibe financiación del Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC) y del Instituto Ineos Oxford.
/Cortesía de The Conversation. Este material de la organización/autor(es) de origen puede ser de naturaleza puntual y editado para mayor claridad, estilo y longitud. Mirage.News no adopta posiciones o puntos de vista institucionales, y todas las opiniones, posiciones y conclusiones expresadas aquí son únicamente las del autor(es).
