La resistencia bacteriana a los antibióticos constituye una de las principales amenazas globales para la salud pública. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), esta crisis silenciosa se estima que provoca más de un millón de muertes anuales y podría convertirse en la principal causa de mortalidad para el año 2050. Por ello, buscar una solución para frenar el avance de las resistencias es esencial para la salud global.
En esta búsqueda, un equipo del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha descubierto que las bacterias resistentes a antibióticos pueden evolucionar de manera distinta gracias a los plásmidos. Estos elementos genéticos móviles son responsables de la diseminación de los mecanismos de resistencia entre las bacterias. El estudio, publicado en la revista Nature Ecology and Evolution y realizado en colaboración con el Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria (IRYCIS) del Hospital Universitario Ramón y Cajal de Madrid, revela un nuevo mecanismo molecular en la evolución de las bacterias multirresistentes. Este mecanismo se observa tanto in vitro como en la microbiota intestinal de pacientes hospitalizados, es decir, en el conjunto de microorganismos que habita en el intestino.
Plásmidos
Los plásmidos son elementos genéticos extracromosómicos que se hallan comúnmente en las bacterias. Se conoce que impulsan la evolución bacteriana mediante la transferencia horizontal de genes, y estudios recientes sugieren que también pueden fomentar adaptaciones intragenómicas. No obstante, el papel de los plásmidos como catalizadores de la evolución bacteriana, más allá de la transferencia horizontal de genes, ha sido poco investigado.
El equipo, liderado por el investigador del CNB-CSIC Álvaro San Millán, ha descubierto que "las bacterias resistentes evolucionan de manera diferente gracias a la presencia de plásmidos, unas pequeñas moléculas de ADN extracromosómico capaces de moverse de una bacteria a otra, y principales diseminadores de la resistencia a los antibióticos". Además, el experto aclara que en el ADN del plásmido existen unos genes conocidos como Secuencias de Inserción porque tienen la capacidad de 'saltar' de un lado al otro del ADN. "En este trabajo hemos observado que cuando saltan desde un plásmido de resistencia al cromosoma de la bacteria, pueden ayudar a estas a evolucionar a mayor velocidad", añade.
Concretamente, en este estudio han estudiado el impacto del plásmido conjugativo generalizado pOXA-48 en la evolución de diversas enterobacterias clínicas resistentes a múltiples fármacos. Mediante un enfoque que combina análisis evolutivos experimentales y clínicos, hallaron que el plásmido pOXA-48 fomenta la evolución bacteriana a través de la transposición de elementos de secuencia de inserción 1 (IS1) codificados por los plásmidos.
Jorge Sastre-Domínguez, investigador del CNB-CSIC y primer autor del trabajo, destaca que estos resultados son clave, "ya que estas Secuencias de Inserción se encuentran comúnmente en plásmidos de resistencia y hasta ahora no se había sabido explicar claramente la contribución evolutiva de estos genes que saltan en las bacterias".
Específicamente, la inactivación génica mediada por IS1 acelera la tasa de adaptación de cepas clínicas in vitro y promueve la adaptación en la microbiota intestinal de los pacientes. Así, también descifraron el mecanismo subyacente al incremento en la transposición de IS1 mediada por plásmidos, revelando un ciclo de retroalimentación negativa regulado por el número de copias genómicas de IS1. Dada la alta representación de elementos IS en plásmidos bacterianos, los investigadores afirman que estos hallazgos sugieren que la transposición de IS1 mediada por plásmidos es un mecanismo crucial para la rápida adaptación bacteriana.
Sin embargo, una de las novedades más relevantes de este estudio es que "lo que hemos descrito en tubos de ensayo, sucede también en el intestino de las personas", explica Alfonso Santos López, investigador del CNB-CSIC y también autor del trabajo. "Estos patógenos mejoran su crecimiento gracias a los saltos de pequeñas secuencias de ADN entre los plásmidos y los cromosomas y, por azar, estas secuencias saltan y se integran en el ADN bacteriano". "Si por suerte, esta integración es en un lugar beneficioso para la célula, este salto mejorará el crecimiento del patógeno", añade.
También te puede interesar...
