Científicos del Broad Institute of MIT y Harvard en Cambridge, Massachusetts, han identificado nuevas mutaciones en bacterias que promueven la evolución de la resistencia a los antibióticos de alto nivel.
Los hallazgos, publicados en eLife , agregue a nuestra comprensión de cómo se desarrolla la resistencia a los antibióticos, que el equipo dice que es crucial para mantener la efectividad de los medicamentos existentes y futuros.
El aumento de bacterias resistentes a los antibióticos es un desafío para los médicos, ya que algunas infecciones ya son resistentes a casi todos los medicamentos disponibles. Un informe de 2013 de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades estima que tales infecciones matan al menos a 23,000 personas cada año en los Estados Unidossolo*.
Deborah Hung, autora principal del estudio actual y miembro del Core Institute y codirectora del Programa de Microbiomas y Enfermedades Infecciosas del Broad Institute, dice: "Algunas especies de bacterias, incluidas las micobacterias, desarrollan resistencia a los medicamentos como resultado de mutacionesen sus genes. Queríamos obtener una nueva visión de los procesos moleculares que promueven la resistencia en estas especies al observar las relaciones entre la concentración de antibióticos, sus efectos letales sobre las bacterias y la aparición de mutantes resistentes a los medicamentos ".
Para hacer esto, Hung y su equipo cultivaron cientos de culturas de la especie Mycobacterium smegmatis M. smegmatis , prima de la bacteria que causa la tuberculosis.Expusieron las bacterias a bajas concentraciones de antibióticos, donde los efectos de los medicamentos contra los microbios eran relativamente lentos.Esto permitió al equipo monitorear la muerte de bacterias sensibles mientras aislaba pozos individuales donde se desarrollaron mutantes.
"Detectamos el crecimiento de mutantes resistentes a los medicamentos en una fracción de nuestras culturas", dice el primer autor James Gomez. "Cada individuo portaba mutaciones únicas en diferentes componentes del ribosoma, la compleja máquina molecular responsable de construir proteínas dentro de las células."
El equipo descubrió que estas nuevas mutaciones ribosómicas otorgaron a las bacterias resistencia a varias clases diferentes de antibióticos que ni siquiera se dirigen al ribosoma, y a los que los mutantes nunca habían estado expuestos. También mejoraron la resistencia a dos estreses no antibióticos: el calorchoque y estrés de la membrana.
Gomez explica: "Vimos un costo de aptitud para las bacterias en el sentido de que las mutaciones redujeron su tasa de crecimiento. Sin embargo, la reprogramación que ocurrió dentro de las células en respuesta a las mutaciones hizo que las bacterias fueran mucho menos sensibles tanto a los antibióticos como a los noestrés por antibióticos. Esto sugiere que, en especies como M. smegmatis , estos tipos de mutaciones pueden mejorar la aptitud en entornos de múltiples fármacos y servir como trampolín hacia el desarrollo de resistencia a los fármacos de alto nivel, a pesar del costo que las mutaciones tienen en el crecimiento ".
El equipo ahora quiere explorar este fenómeno en diversas especies bacterianas, incluida Mycobacterium tuberculosis, combinando enfoques biológicos experimentales con una exploración exhaustiva de la información de la secuencia del genoma. Una comprensión más completa de cómo surge la resistencia a múltiples fármacos podría ayudar en el desarrollo u optimización denuevos medicamentos para el tratamiento de infecciones bacterianas.
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Materiales proporcionados por eLife . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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