Explorando el lado oscuro de Staph aureus, una bacteria resistente a múltiples medicamentos, incluso aquellos que aún no se han probado en humanos.

20 de febrero de 2025 característica

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por Delthia Ricks, Phys.org

El médico y microbiólogo británico Alexander Fleming, descubridor de la penicilina hace casi 100 años, fue el primero en advertir de los peligros de la resistencia a los antibióticos.

En su discurso del Premio Nobel de 1945, 27 años después de su descubrimiento revolucionario, Fleming alertó al mundo prediciendo un futuro potencialmente oscuro para su milagroso medicamento en caso de abuso o uso excesivo de la medicación. Fue una advertencia que vaticinaba problemas por delante para un vasto segmento de la farmacopea conocido como medicamentos antimicrobianos.

Ahora, microbiólogos de Hungría y China están colaborando en formas de predecir la resistencia a los medicamentos entre cepas de Staphylococcus aureus cuando se exponen a antibióticos en la línea de desarrollo de medicamentos, medicamentos que aún no han llegado al mercado.

Una investigación similar estaba en marcha en los Estados Unidos, involucrando a S. aureus y múltiples otras especies bacterianas, pero fue interrumpida por la transición hacia la administración de Trump.

S. aureus es el Dr. Jekyll y Mr. Hyde del mundo microbiano. Existe inofensivamente en la piel y en las fosas nasales, una bacteria comensal que forma parte del microbioma humano. Pero también existe como patógeno resistente a los medicamentos, y los microbiólogos han descubierto que muchas de estas bacterias son resistentes a múltiples antibióticos.

Peor aún, el equipo colaborativo en Hungría y China está emitiendo tanto una renovación de la advertencia anterior de Fleming como un giro del siglo XXI a su preocupación. Las cepas patógenas de S. aureus no solo son resistentes a muchos antibióticos en las estanterías de la farmacia, sino que ganan rápidamente resistencia a los candidatos de antibióticos en la línea de desarrollo, repeliendo medicamentos antes de que se prueben en humanos.

"El continuo aumento de la resistencia antimicrobiana es una preocupación global seria y se ha comparado con una pandemia", escribe la Dra. Ana Martins de la Unidad de Biología Sintética y de Sistemas en el Centro de Investigación Biológica en Szeged, Hungría. Martins es autora principal de un nuevo estudio sobre resistencia a los antibióticos publicado en Science Translational Medicine.

"Varios candidatos a antibióticos están en desarrollo contra patógenos bacterianos Gram-positivos, pero su utilidad a largo plazo no está clara", continuó Martins, señalando que los antibióticos en desarrollo pueden volverse inútiles antes de llegar al mercado farmacéutico. Múltiples especies bacterianas en general, y múltiples variantes de S. aureus en particular, están genéticamente dotadas para superar rápidamente a los medicamentos.

Todas las cepas de S. aureus son parte del gran grupo de especies bacterianas llamadas Gram-positivas debido a la forma en que reaccionan a las tinturas de laboratorio, como el violeta de cristal. Se distinguen de las bacterias Gram-negativas, un verdadero repertorio de patógenos, por el grosor de sus paredes celulares. Las bacterias Gram-positivas tienen una pared de peptidoglicano gruesa y aparecen de color púrpura cuando se tiñen; las bacterias Gram-negativas se vuelven de color rosa.

Staph aureus es inmediatamente reconocible cuando se observa bajo un microscopio: racimos de bacterias esféricas que, cuando se tiñen con violeta de cristal, parecen recordar a racimos de uvas. Sin teñir, son las mismas esferas clusterizadas, pero de color amarillo dorado, de ahí el nombre "aureus", que significa dorado en latín.

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La investigación de Martins y su equipo de colaboradores fue diseñada para identificar los mecanismos biológicos que provocan la resistencia. La investigación también abordó otra pregunta: ¿Por qué algunos antibióticos recientemente aprobados son inicialmente exitosos pero resultan problemáticos, en algunos casos, bajo el poder neutralizador de S. aureus?

"Un ejemplo notable es el dalbavancin, una opción de tratamiento para pacientes infectados con Staphylococcus aureus resistente a la meticilina, MRSA", afirmó Martins.

"A pesar de aproximadamente una década de investigación intensiva y un financiamiento sustancial, la resistencia al dalbavancin surgió en un corto período de solo dos años después de su comercialización, poniendo en peligro toda la empresa y subrayando la naturaleza precaria de combatir la resistencia bacteriana."

Para comprender la capacidad de S. aureus para convertirse en una amenaza resistente a los medicamentos, es importante tener en cuenta que es parte de una familia enormemente compleja. Se han identificado más de 30 tipos de bacterias Staphylococcus.

Mientras que S. aureus prospera inofensivamente en la piel y en las vías respiratorias superiores, el S. aureus patógeno puede ser una causa potente de infecciones en la piel y el torrente sanguíneo, neumonía, intoxicación alimentaria, endocarditis, infecciones óseas y síndrome de choque tóxico.

Su lado oscuro patógeno es el resultado de factores de virulencia que le permiten evadir las defensas del sistema inmunitario, especialmente cuando cortes u otras heridas profundas rompen la piel y los tejidos más profundos. Cada célula bacteriana también lleva múltiples elementos genéticos móviles, resaltaron Martins y colegas, que le permiten adaptarse rápidamente a nuevos entornos y adquirir nuevas características.

Para determinar si podían predecir la emergencia de resistencia a los antibióticos, Martins y colegas examinaron cómo interactuaba S. aureus con ocho antibióticos experimentales y recientemente aprobados. El equipo también analizó por qué S. aureus repelía medicamentos bien establecidos, como el dalbavancin.

El equipo descubrió que la resistencia podía predecirse basándose en mutaciones genéticas que están presentes en la población general de S. aureus, resultado de una abundancia de elementos genéticos móviles que pueden compartirse dentro de las colonias bacterianas.

Cuando Martins y sus colaboradores expusieron las bacterias a los medicamentos, los microbios pudieron derrotar fácilmente a los medicamentos. Aparentemente, la resistencia a los antibióticos se desarrolló a partir de la selección de variantes genéticas preexistentes, descubrió el equipo.

"Compararnos los perfiles de resistencia de tres antibióticos con una larga historia clínica con los de cinco antibióticos actualmente en desarrollo o que han sido introducidos recientemente en la práctica clínica", explicó Martins. "Los antibióticos recientes demuestran una potente actividad contra una variedad de bacterias Gram-positivas y sirven como opciones de tratamiento potenciales para infecciones causadas por S. aureus resistente a los medicamentos."

Excepto por un antibiótico, que aún estaba en fase de investigación, un medicamento conocido como SCH79797, el S. aureus rechazó todos los antibióticos experimentales y recientemente aprobados probados por el equipo de investigadores. Los científicos se sorprendieron de que S. aureus rechazara dos antibióticos candidatos, afabacin y teixobactin, a pesar de tener grandes esperanzas en su éxito.

La resistencia a los antibióticos es uno de los desafíos más apremiantes en el mundo médico, según la Organización Mundial de la Salud, y una razón por la que Martins y colegas compararon la crisis de resistencia como una pandemia. Ninguna región del mundo ha quedado indemne ante los antibióticos que no logran vencer a las bacterias resistentes.

La OMS ha declarado en público que el problema es tan crítico que la resistencia a los medicamentos se convertirá en una de las principales causas de muerte para el 2050 a menos que se desarrollen soluciones ahora.

Una situación desalentadora destacada en el artículo de investigación es la falta de un número robusto de antimicrobianos en la cadena de desarrollo de medicamentos. Las compañías farmacéuticas de todo el mundo han suspendido sus programas de investigación de antibióticos, dejando a los médicos con pocas opciones. El siguiente paso más acertado, dicen Martins y colegas, es evaluar los medicamentos antes de que se aprueben para su uso generalizado.

"Nuestro trabajo destaca la importancia de predecir la evolución futura de la resistencia a los candidatos antibióticos en una etapa temprana del desarrollo de medicamentos", concluye Martins.

Más información: Ana Martins et al, Antibiotic candidates for Gram-positive bacterial infections induce multidrug resistance, Science Translational Medicine (2025). DOI: 10.1126/scitranslmed.adl2103

Información del diario: Science Translational Medicine

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