Escherichia coli es una bacteria común que a menudo es inofensiva, pero que puede causar infecciones graves. El equipo de investigación expuso la bacteria E. coli a la estreptomicina y la kasugamicina, dos fármacos que tratan las infecciones bacterianas. La estreptomicina ha sido un pilar en el tratamiento de la tuberculosis y otras infecciones desde la década de 1940, mientras que la kasugamicina es menos conocida pero crucial en entornos agrícolas para prevenir enfermedades bacterianas en los cultivos.
Ambos antibióticos alteran la capacidad de las bacterias para producir nuevas proteínas dirigiéndose específicamente a sus ribosomas. Estas estructuras moleculares crean proteínas y están compuestas de proteínas y ARN ribosómico. El ARN ribosomal suele tener modificaciones químicas que pueden alterar la forma y función del ribosoma. Las células utilizan estas modificaciones para ajustar la producción de proteínas.
El estudio encontró que, en respuesta a los antibióticos, E. coli comienza a ensamblar nuevos ribosomas que son ligeramente diferentes de los producidos en condiciones normales. Dependiendo del antibiótico utilizado, los nuevos ribosomas carecen de determinadas modificaciones. Estas modificaciones se pierden específicamente en regiones donde los antibióticos se unen y detienen la producción de proteínas. El estudio encontró que esto hace que las bacterias sean más resistentes a los medicamentos.
Cambio en los ribosomas para prevenir el efecto antibiótico.
“Creemos que los ribosomas de las bacterias podrían estar cambiando estructuralmente lo suficiente como para impedir que un antibiótico se una de manera efectiva”, afirma Anna Delgado Tejedor, primera autora del estudio y estudiante de doctorado en el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona.
Se sabe que las bacterias desarrollan resistencia a los antibióticos de diferentes maneras, incluidas mutaciones en su ADN. Otro mecanismo común es su capacidad para bombear y transportar activamente antibióticos fuera de la célula, reduciendo la concentración del fármaco en el interior a niveles que ya no son dañinos.
El estudio prueba una estrategia de supervivencia completamente nueva. “E. coli está alterando sus estructuras moleculares con notable precisión y en tiempo real. Es una forma sigilosa y sutil de evitar los fármacos”, afirma la Dra. Eva Novoa, autora principal del estudio, profesora de investigación ICREA e investigadora del CRG.
Nueva forma de combatir una crisis sanitaria
Los hallazgos se realizaron utilizando tecnología avanzada de secuenciación de nanoporos, que lee las moléculas de ARN directamente. Las técnicas anteriores procesaban moléculas de ARN de tal manera que se eliminaban las modificaciones químicas. “Nuestro enfoque nos ha permitido ver las modificaciones tal como son, en su contexto natural”, dice el Dr. Novoa.
El estudio no explora por qué ni cómo se pierden las modificaciones químicas. Los estudios futuros podrían profundizar en la biología subyacente de este mecanismo adaptativo y descubrir nuevas formas de combatir una de las mayores crisis inminentes en la salud global. La resistencia mundial a los antimicrobianos se ha cobrado al menos un millón de vidas cada año desde 1990 y se prevé que cause 39 millones de muertes más de aquí a 2050.
“Si podemos profundizar y entender por qué se están perdiendo estas modificaciones, podremos crear nuevas estrategias que impidan que las bacterias las pierdan o desarrollar nuevos fármacos que se unan más eficazmente a los ribosomas alterados”, concluye el doctor Novoa.
Fuente: CRG
