La bacteria que causa la enfermedad de transmisión sexual, la gonorrea, es resistente a múltiples antibióticos estándar y ahora amenaza con desarrollar resistencia contra la ceftriaxona, que se encuentra en la Lista de medicamentos esenciales de la Organización Mundial de la Salud y es el último antibiótico eficaz contra el organismo. UNC School ofInvestigadores de medicina han identificado mutaciones en la bacteria Neisseria gonnorrhoeae que permite la resistencia a la ceftriaxona que podría conducir a la propagación global de cepas de "superbacterias" resistentes a la ceftriaxona.
Los hallazgos, publicados en la revista mBio , brinde información única sobre la evolución de la gonorrea resistente a los medicamentos que debería ser útil para controlar la enfermedad y tal vez para defenderse de ella.
"El primer paso para detener una bacteria resistente a los medicamentos es descubrir cómo se vuelve resistente a los antibióticos que una vez pudieron matarla", dijo el coautor del estudio, Robert Nicholas, PhD, profesor y vicepresidente del Departamento de UNCFarmacología: "Nuestros resultados nos dan pistas sobre cómo está surgiendo la gonorrea resistente a la ceftriaxona, por qué este es un problema tan inminente y en qué enfocarnos para limitarlo".
La gonorrea ha sido un problema de salud pública durante cientos, si no miles de años. En los Estados Unidos, el número de casos per cápita por año aumentó bruscamente en la década de 1960 y luego disminuyó con la misma intensidad cuando comenzó la pandemia del VIH.Hace unos años, las tasas de gonorrea han vuelto a aumentar abruptamente. Hay más de 800,000 casos por año en los EE. UU., y los casos mundiales se estiman en 80 millones anuales. Alrededor de 20,000 personas en Carolina del Norte tienen gonorrea, según los Centros para el Control de Enfermedades yPrevención, y el estado tiene la quinta tasa más alta de infección en el país: alrededor de 200 individuos de cada 100,000.
Si no se puede tratar, las complicaciones incluyen infertilidad, inflamación de la próstata, uretra cicatrizada y estrecha, dolor testicular y escrotal, aborto espontáneo, enfermedad inflamatoria pélvica e inflamación de la vejiga.
No hay vacuna para la gonorrea, por lo que la terapia con antibióticos es la única opción para tratar infecciones. Sin embargo N. gonorrhoeae ha demostrado una capacidad aparentemente ilimitada para desarrollar resistencia a los antibióticos. Los médicos desde la década de 1980 han tenido que abandonar una terapia de primera línea tras otra: penicilina, luego tetraciclina, luego ciprofloxacina y, más recientemente, cefixima. La terapia estándar actual es unacombinación de dos drogas: la ceftriaxona inyectable y la azitromicina oral.
N. gonorrhoeae aún no es ampliamente resistente a la ceftriaxona, pero se ha demostrado que dos aislamientos, H041 y F89, son completamente resistentes al medicamento. Estos casos han generado preocupación de que la gonorrea resistente a la ceftriaxona pronto se propague a nivel mundial, lo que podríagonorrea mucho más difícil de tratar y posiblemente intratable.
En el estudio, Nicholas y sus colegas, en colaboración con el laboratorio de Ann E. Jerse, PhD, en la Universidad de Servicios Uniformados del Pentágono en Maryland, mostraron primero que las mutaciones resistentes a la ceftriaxona en HO41 y F89 tienen un "costo de aptitud"para la bacteria. En otras palabras, las mutaciones afectan drásticamente la tasa de crecimiento de la bacteria.
Eso era de esperar. Las mutaciones de resistencia a la ceftriaxona alteran la enzima bacteriana que es el objetivo de la ceftriaxona, lo que dificulta que el fármaco se una a la enzima pero al mismo tiempo hace que la enzima sea menos capaz de construir y reparar bacteriasparedes celulares. Se esperaría que este costo de acondicionamiento físico evite que las cepas resistentes se propaguen mucho. Luego, los científicos realizaron experimentos de laboratorio para demostrar que las cepas de mutación resistentes fueron ampliamente superadas por una cepa estándar no resistente de N. gonorrhoeae , de modo que la cantidad de bacterias resistentes disminuyó rápidamente en comparación con la cepa estándar.
Pero luego, los científicos infectaron a los ratones con una mezcla igual de la cepa de referencia no resistente y la cepa con ceftriaxona, resistente al crecimiento. Aquí están las malas noticias: Nicholas y sus colegas descubrieron que algunas cepas resistentes desarrollaron rápidamente tasas de crecimiento mucho más altas yincluso comenzó a competir con la cepa de referencia de rápido crecimiento.
"Eso nos hizo sospechar que estas bacterias habían adquirido mutaciones 'compensatorias' que mejoraron su tasa de crecimiento a pesar del efecto de disminución del crecimiento de las mutaciones de resistencia", dijo Nicholas.
Los científicos tendrán que examinar los genomas de estas cepas de superbacterias desarrolladas en laboratorio para identificar todas las mutaciones que restauran el crecimiento y cómo lo hacen. Este será el trabajo de múltiples estudios por venir.
Pero en un conjunto inicial de experimentos, Nicholas y sus colegas se centraron en una de estas mutaciones que afecta a una enzima bacteriana llamada AcnB, conocida por desempeñar un papel importante en la producción de energía bacteriana que estimula el crecimiento bacteriano. Los científicos descubrieron quela forma mutante de la enzima no solo altera N. gonorrhoeae el metabolismo energético también causa cambios extensos en la expresión de genes bacterianos, apagando eficazmente muchos y muchos otros.
"AcnB puede tener funciones aún no descubiertas, más allá de su papel en el metabolismo energético, que explican la ventaja de aptitud que la enzima confiere cuando muta", dijo Nicholas.
Él y sus colegas están trabajando para comprender mejor cómo AcnB mutante aumenta el crecimiento de N. gonorrhoeae y qué otras mutaciones que restauran el crecimiento existen en las cepas de superbacterias desarrolladas en laboratorio. Al mismo tiempo, los investigadores buscan informes de mutaciones peligrosas similares en cepas recuperadas de pacientes de todo el mundo.
El Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas y la Universidad de Servicios Uniformados financió este trabajo.
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Materiales proporcionado por Cuidado de la salud de la Universidad de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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