Cambiar la programación genética de alguien es más fácil de lo que podría pensarse. Aunque las técnicas para alterar el ADN a nivel molecular se utilizan cada vez más, también es posible simplemente activar o desactivar genes sin cambiar de forma permanente el material genético subyacente. Esto significa que podemos influir en las instrucciones genéticas que recibe el organismo cambiando su entorno o mediante fármacos.
Este campo de la «epigenética» ya está ayudando a los médicos a comprender cómo funcionan ciertas enfermedades, por qué el ejercicio puede ser tan beneficioso y cómo podríamos modificar el proceso de envejecimiento. Pero mis colegas y yo estamos intentando investigar el papel de la epigenética en las bacterias.
Hemos estudiado recientemente una posible forma de influir en la epigenética bacteriana que podría permitir detener las infecciones sin usar antibióticos. Y, dado que muchas bacterias se están volviendo resistentes a los antibióticos existentes, esto podría abrir una nueva vía fundamental para tratar enfermedades.
Nuestro estudio examinó la bacteria Acinetobacter baumannii, una de las principales causas de las infecciones que pueden contraerse en los hospitales y que mata hasta al 70 % de las personas que la contraen. Los antibióticos ya no son eficaces contra algunas cepas de A. baumannii; además, la Organización Mundial de la Salud la clasificó recientemente como la mayor amenaza bacteriana para la salud humana.
Ya contamos con algunos fármacos llamados antivirulencia que no matan las bacterias, sino que las vuelven inocuas para que el sistema inmunitario del organismo pueda eliminarlas sin dejar ninguna que pueda hacerse resistente al fármaco. Encontrar una forma de influir en la epigenética de las bacterias para volverlas inocuas podría ayudarnos a crear nuevos fármacos antivirulencia que supondrían una gran contribución a la medicina.
Para iniciar este proceso, primero nos centramos en la epigenética humana. La forma más común de influir en nuestra epigenética consiste en añadir una pequeña etiqueta molecular a nuestro material genético que activa o desactiva un gen relacionado. En particular, podemos añadir una etiqueta llamada grupo acetilo a una proteína importante llamada histona.
La histona organiza nuestras moléculas de ADN, de 2 m de longitud, para que encajen ordenadamente dentro de nuestras células, que miden 100 micrómetros. La adición de la etiqueta acetilo es un mecanismo natural que utilizan las células para cambiar la forma en que la histona interactúa con el ADN. Normalmente, añadir etiquetas acetilo activa ciertos genes, lo que modifica el comportamiento de la célula. Los fallos en este proceso de modificación de la histona están relacionados con el cáncer, las enfermedades cardiovasculares y muchos trastornos neurodegenerativos.
Las células bacterianas tienen su propia versión de la histona, llamada HU, que organiza su ADN y participa en el funcionamiento de todas sus funciones. Las bacterias denominadas «grampositivas», como las de nuestro sistema digestivo que nos ayudan a descomponer los alimentos, no pueden sobrevivir sin una HU funcional. En cambio, las «bacterias gramnegativas», que suelen ser las que nos enferman, como Salmonella enterica, se vuelven mucho menos dañinas sin HU.
Nuevos fármacos
En nuestro estudio, descubrimos que añadir una etiqueta acetilo a la HU afectaba significativamente a la forma en que esta interactuaba con el ADN. Esto indica que es muy probable que dicha modificación provoque cambios epigenéticos que afecten al crecimiento de las bacterias y a su capacidad para infectar otros organismos. Por tanto, si podemos crear fármacos que provoquen estos cambios en las proteínas bacterianas de esta manera, podríamos contar con una nueva forma de detener las infecciones.
Este es un desafío muy importante para la medicina actual, porque las bacterias resistentes a los antibióticos matan a 700.000 personas al año en todo el mundo. Si no encontramos nuevos tratamientos, la cifra anual de muertes podría ascender a 10 millones para 2050.
Una vez que verifiquemos el vínculo entre cambios epigenéticos específicos y las infecciones bacterianas, podremos empezar a buscar sustancias que modifiquen de esta manera la epigenética de las bacterias para que sean menos dañinas. Ya hay varias moléculas dirigidas de forma similar a la epigenética humana que están en fase de desarrollo preclínico o en ensayos clínicos. Así que quizá no esté muy lejos un fármaco que «apague» la capacidad de las bacterias para causar infecciones.
