Las bacterias modifican sus ribosomas cuando se exponen a antibióticos ampliamente utilizados, según una investigación publicada hoy en Comunicaciones de la naturaleza. Los cambios sutiles podrían ser suficientes para alterar el sitio de unión de los objetivos de los fármacos y constituir un posible nuevo mecanismo de resistencia a los antibióticos.
Escherichia coli Es una bacteria común que a menudo es inofensiva pero que puede causar infecciones graves. Los investigadores expusieron E. coli a estreptomicina y kasugamicina, dos fármacos que tratan infecciones bacterianas. La estreptomicina ha sido un elemento básico 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 al atacar específicamente sus ribosomas. Estas estructuras moleculares crean proteínas y a su vez están hechas de proteínas y ARN ribosómico. El ARN ribosómico a menudo se modifica con etiquetas químicas que pueden alterar la forma y función del ribosoma. Las células utilizan estas etiquetas 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 carecían de determinadas etiquetas. Las etiquetas se perdieron específicamente en las regiones donde los antibióticos se adhieren y detienen la producción de proteínas. El estudio encontró que esto hacía que las bacterias fueran más resistentes a los medicamentos.
«Creemos que los ribosomas de la bacteria podrían estar alterando su estructura lo suficiente como para impedir que un antibiótico se una eficazmente», 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 dentro de la célula a niveles que ya no son dañinos.
El estudio es evidencia de 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 esquivar las drogas», afirma la doctora Eva Novoa, autora correspondiente del estudio e investigadora del CRG.
Los investigadores hicieron estos hallazgos 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 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 en primer lugar. Investigaciones adicionales podrían explorar la biología subyacente del mecanismo adaptativo y descubrir nuevas formas de combatir una de las mayores crisis que se avecinan 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 se cobrará 39 millones de vidas más de aquí a 2050.
«Si podemos profundizar y comprender por qué están eliminando estas modificaciones, podemos crear nuevas estrategias que eviten que las bacterias las eliminen en primer lugar o crear nuevos medicamentos que se unan más eficazmente a los ribosomas alterados», dice el Dr. Novoa.
