Uno de los recientes mecanismos descritos para explicar la resistencia bacteriana a los antimicrobianos es el denominado de eflujo o bombas de expulsión activa. Este mecanismo es capaz de eliminar varios tipos o familias de antibióticos, por lo que también se ha denominado bombas de expulsión activa multidroga.
Este mecanismo ocurre de forma activa, gracias a la energía de protones, derivada del potencial electroquímico a uno y otro lado de la membrana citoplasmática, o por un sistema relacionado con el ATP. por lo que la mayoría de las bacterias muertas a veces pueden ser resucitadas como células resistentes a los antibióticos.
Como es el caso de las células bacterianas de Escherichia coli, quienes puede ganar tiempo para que incluso las bacterias casi muertas se vuelvan resistentes a los antibióticos.
La proteína, conocida como la bomba de expulsión activa multidroga AcrAB-TolC, no funciona lo suficientemente bien como para derrotar a los antibióticos por sí sola. Sin embargo, pueden sacar suficientes moléculas de antibióticos de las células bacterianas para permitir la producción de proteínas de resistencia, como los investigadores informan en un artículo publicado en Science este mes.
Las bacterias a menudo intercambian ADN, incluidos algunos genes de resistencia a los antibióticos. Los científicos han sabido durante décadas que los genes de resistencia a los antibióticos a menudo se transportan en pequeñas moléculas circulares de ADN no nuclear, llamadas plásmidos.
Dos bacterias que entran en contacto entre sí pueden pasar estos plásmidos de las células resistentes a los antibióticos a las que son sensibles. Pero se pensó que eso ocurría cuando no hay antibióticos para matar las células sensibles.
Comúnmente se sostiene que el tratamiento de bacterias con antibióticos debería detener a las bacterias en el acto, al intercambiar genes de resistencia a los antibióticos, dice Kim Lewis, un microbiólogo de la Northeastern University en Boston que no participa en el estudio. Al menos, “ayer, eso es lo que te habría dicho“, dice. “Hoy, después de leer ese documento, tengo que cambiar mis puntos de vista“.
El genetista bacteriano Christian Lesterlin en la Universidad de Lyon en Francia y sus colegas querían saber más sobre cómo las bacterias pasan la resistencia a los antibióticos entre ellas.
Para ello diseñaron genéticamente E. coli que producá proteínas fluorescentes que permitieron al equipo observar bajo el microscopio en tiempo real cuando las bacterias intercambiaron plásmidos y produjeron proteínas resistentes a los antibióticos.
Los intercambios genéticos, conocidos como “transferencia horizontal de genes“, fenómeno ha jugado un papel en el desarrollo de la crisis de resistencia antimicrobiana global (RAM), suceden rápidamente. En tres horas, aproximadamente el 70% de las bacterias sensibles (E. coli) se había vuelto resistentes al antibiótico tetraciclina, descubrió el equipo de Lesterlin.
Cuando se agregó tetraciclina al cultivo bacteriano, aproximadamente un tercio de los microbios que aún eran sensibles también se volvieron resistentes a la tetraciclina. “Eso fue muy, muy sorprendente“, dice Lesterlin.
Una vez que las bacterias obtienen el ADN plasmídico, aún tienen que activar los genes de resistencia y producir las proteínas que en última instancia combaten los antibióticos, en este caso una proteína llamada TetA que bombea la tetraciclina fuera de las bacterias.
Dice Lewis, que la tetraciclina bloquea la producción de proteínas, por lo que cuando el medicamento está cerca, las bacterias que aún no han producido TetA estarán casi muertas y no podrán aprovechar los genes de resistencia recién adquiridos.
Sin embargo, los investigadores hallaron que la mayoría de las bacterias muertas todavía están ‘un poco vivas’ gracias a la bomba de proteínas activa (AcrAB-TolC), al menos lo suficiente como para producir algunas proteínas TetA, que luego ‘expulsan’ todo el antibiótico y finalmente devuelven la vida a los microbios.
La bomba también ayudó a las bacterias a mantenerse con vida el tiempo suficiente para desarrollar resistencia a otros antibióticos. La desactivación o la eliminación de la bomba impidió que las bacterias desarrollaran resistencia.
Sin embargo, los medicamentos que son capaces de desactivar la proteína de la bomba podrían detener la propagación de la resistencia a los antibióticos a través de los plásmidos. Pero Lesterlin dice que aún no es seguro usar tales drogas en las personas.
“No hay buenas noticias para el bienestar humano” dice en el estudio, “es mejor conocer a tu enemigo y saber qué tipo de arma tiene“.