El aumento de las bacterias resistentes a los antibióticos es una preocupación creciente y amenaza con hacer retroceder la atención sanitaria a principios del siglo XX. Esa resistencia a los fármacos era inevitable, porque las bacterias evolucionan y aprenden a defenderse. Pero ahora nos preocupa que no se estén descubriendo nuevas clases de antibióticos.
Ahora quizá tengamos que preocuparnos un poco menos. Los investigadores han descubierto un nuevo fármaco, llamado teixobactina, que inaugura una nueva clase de antibióticos. Mejor aún, demuestran que incluso las bacterias muy sensibles quizá no desarrollen fácilmente resistencia a este nuevo antibiótico.
Más allá del descubrimiento del fármaco, su estudio publicado en Nature es notable por otra razón. La tecnología desarrollada por estos investigadores podría anunciar el descubrimiento de muchas nuevas clases de antibióticos.
Cómo funciona iChip
En una sola cucharada de tierra hay millones de bacterias y hongos. También existen miles de variedades, que sobreviven luchando entre sí. Lo sabemos porque durante el último siglo se han descubierto varios antibióticos nuevos al aislarlos de las bacterias y hongos que los producen para defender sus propias vidas.
El problema, sin embargo, es que solo alrededor del 1 % de los microbios del suelo (o del agua de mar) puede cultivarse de forma fiable en condiciones de laboratorio. Esto significa que hasta ahora no hemos podido estudiar el 99 % restante, que seguramente produce antibióticos que desconocemos.
Este es el problema que Kim Lewis y Slava Epstein, de Northeastern University en Boston, y sus colegas llevan tiempo intentando resolver. Tras más de una década de trabajo, encontraron una solución con la tecnología iChip.
Para que funcione, se diluye una muestra de suelo y luego se vierte sobre el iChip, que consta de cientos de pequeños orificios. Debido a la dilución, se espera que en cada orificio quede atrapado un solo microbio.
La tecnología iChip en funcionamiento. Losee L. Ling et al. / Nature
A continuación, se cubre el iChip con membranas por ambos lados y se vuelve a colocar en la muestra de suelo. Las membranas contienen poros lo bastante grandes para permitir el paso de nutrientes químicos, pero lo bastante pequeños para impedir el movimiento de las bacterias. Esto significa que la única bacteria de cada orificio del iChip puede consumir todos los nutrientes que encontraría de forma natural en el entorno y multiplicarse, sin contaminarse con otras bacterias del suelo.
Cabe destacar que se ha demostrado que este método puede ayudar a casi una de cada dos bacterias a empezar a crecer en las celdas del iChip. Mejor aún, luego se puede transferir tres cuartas partes de las bacterias del iChip a soluciones de laboratorio y cultivarlas allí. Es una mejora considerable frente al 1 % que antes podía cultivarse en laboratorios.
No está claro por qué este paso por el iChip permite que bacterias que antes no podían hacerlo crezcan en soluciones de laboratorio, pero quizá se deba a mutaciones que adquieren durante el proceso. Y este paso es crucial porque podría ayudar a superar una enorme barrera que impedía desarrollar nuevos antibióticos: cultivar bacterias en condiciones de laboratorio para estudiar y aislar los antibióticos que producen.
Del suelo a las pastillas
Como Lewis logró cultivar a gran escala algunas de las bacterias del suelo, pudo aislar los antibióticos que producían para comprobar si alguno era nuevo. Se descubrió que una bacteria llamada Eleftheria terrae producía el mejor candidato a antibiótico, que llegó a ser la teixobactina.
Un análisis de la teixobactina revela que ataca un precursor esencial necesario para producir las paredes celulares de las bacterias. Aunque no es el primer antibiótico que ataca las paredes celulares, puede hacerlo con bastante eficacia, si bien solo en placas de Petri y en ratones.
Pero la teixobactina ataca únicamente a las bacterias grampositivas, que tienen una pared celular gruesa, pero carecen de membrana externa, y causan enfermedades como la difteria y el tétanos. Las bacterias gramnegativas están más protegidas por una membrana externa, lo que las hace insensibles al antibiótico. Por eso, las infecciones por bacterias gramnegativas suelen ser aún más problemáticas de tratar cuando se trata de resistencia a los fármacos, y será necesario combatirlas con un antibiótico diferente.
Actualmente es difícil estimar las posibilidades de que la teixobactina llegue a convertirse en un fármaco apto para seres humanos. Pero, en general, son escasas las probabilidades de que un candidato a fármaco que funciona en ratones supere el proceso de ensayos clínicos. Y si la teixobactina no lo consigue, podría modificarse químicamente para que funcione en seres humanos. Sin embargo, lo fundamental es que la tecnología de Lewis podría conducir al descubrimiento de otras nuevas clases de antibióticos.
Los mayores avances de la ciencia suelen ser, más que los descubrimientos, los avances que los hacen posibles. Así que, aunque la teixobactina es sin duda un logro notable, el nuevo método para cultivar bacterias del suelo en laboratorios es una contribución igualmente importante de Lewis y su equipo.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde estas opiniones.
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Autora: Angelika Gründling es lectora de Microbiología Molecular en el Imperial College London.
Imagen: Christian LaVallee prepara soluciones para pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en la Health Protection Agency, al norte de Londres, el 9 de marzo de 2011. REUTERS/Suzanne Plunkett.n