¿Cómo frenar las resistencias antibacterianas sin crear nuevos antibióticos?

Más de 39 millones de personas morirán de infecciones resistentes a los antibióticos de aquí a 2050, según un análisis mundial de la resistencia a los antimicrobianos, que se publicó en The Lancet.

Un equipo internacional liderado por la Universidad de California en San Diego, que ha contado con la colaboración de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), revela una posible nueva vía de investigación para hacer frente a bacterias resistentes a los antibióticos, limitando su acceso al magnesio (Mg²⁺).

Los resultados publicados en Science Advances abren múltiples posibilidades contra las resistencias antimicrobianas, una de las mayores amenazas para la salud global, sin necesidad de crear nuevos antibióticos. El estudio ha contado con la participación de Jordi Garcia-Ojalvo, catedrático del Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida (MELIS) ​​de la Universidad Pompeu Fabra.

Algunos de los antibióticos que utilizamos para tratar infecciones bacterianas atacan específicamente a los ribosomas, e impiden su función como sintetizadores de proteínas

Los ribosomas son un componente de las células, incluidas las bacterianas, indispensables para su supervivencia. Algunos de los antibióticos que utilizamos para tratar infecciones bacterianas atacan específicamente a los ribosomas, e impiden su función como sintetizadores de proteínas.

Cepa mutante

Una cepa mutante (L22) de la bacteria Bacillus subtilis, con alteraciones en una sección específica de sus ribosomas, es resistente a antibióticos como la eritromicina. Sin embargo, esta mutación natural no se ha propagado a toda la especie, sin saber el porqué.

El grupo de investigadores, liderados por Gürol M. Süel, de la Universidad de California en San Diego, ha descubierto que esta mutación también implica un coste fisiológico, lo que pone en desventaja a esta cepa respecto a otras cepas que no presentan esta mutación, cuando las bacterias no disponen de suficiente magnesio en el ambiente. Aquí podría residir una de las claves para evitar la propagación de bacterias resistentes a antibióticos basada, no en la creación de nuevos antibióticos, sino en el control de Mg²⁺ disponible.

Una de las claves descubiertas para evitar la propagación de bacterias resistentes a antibióticos se basa en el control del magnesio (Mg²⁺) del que disponen las bacterias

El coste fisiológico que padecen las bacterias L22* se debe a que los ribosomas mutados acumulan más Mg²⁺ que los de las bacterias no mutadas. La ATP, la molécula que sirve como energía para la célula, también necesita de Mg²⁺ para cumplir su función. Por tanto, si la mayor parte del Mg²⁺ intracelular se encuentra en los ribosomas, la ATP no podrá disponer de ellos y esto afectará negativamente a la supervivencia de la bacteria.

Modelo computacional

Así, aunque la resistencia a los antibióticos parezca una ventaja para estas bacterias, en realidad supone un inconveniente si no tienen más Mg²⁺ en el ambiente para suplir esa carencia. Así lo han confirmado los investigadores mediante modelos computacionales que preveían la dinámica del Mg²⁺ intracelular y los niveles de ATP activo.

La investigación sobre ribosomas de las últimas décadas se ha enfocado principalmente hacia su estructura. Sin embargo, se sabe mucho menos sobre sus interacciones con iones inorgánicos como el Mg²⁺.

El nuevo conocimiento que aporta este estudio señala la importancia de investigar cómo interactúan estos iones con los ribosomas y otros componentes celulares, así como el coste-beneficio fisiológico en bacterias con mutaciones ribosomales, para encontrar nuevas vías para combatir la crisis de los antibióticos.

Referencia:

Chae Moon E. et al “Physiological cost of antibiotic resistance: Insights from a ribosome variant in bacteria”. Science Advances (2024).