La propagación global de la resistencia a los antibióticos es un problema importante de salud pública y una prioridad para la investigación internacional en microbiología. En su artículo que se publicará en la revista Science, Christian Lesterlin, investigador de Inserm en el laboratorio "Microbiología molecular y bioquímica estructural" de Lyon CNRS/ Université Claude Bernard Lyon 1, y su equipo pudieron filmar el proceso de adquisición de resistencia a antibióticos en tiempo real, descubriendo un jugador clave pero inesperado en su mantenimiento y propagación dentro de las poblaciones bacterianas.
Esta extensión de la resistencia a los antibióticos se debe en su mayor parte a la capacidad de las bacterias para intercambiar material genético a través de un proceso conocido como conjugación bacteriana. La secuenciación sistemática de cepas patógenas o ambientales ha identificado una amplia variedad de elementos genéticos que pueden transmitirsepor conjugación y que tienen resistencia a la mayoría, si no a todas, las clases de antibióticos utilizados actualmente en el entorno clínico. Sin embargo, el proceso de transferir material genético de una bacteria a otra in vivo, el tiempo necesario para adquirir esta resistencia una vez quese recibe nuevo material genético y el efecto de las moléculas antibióticas en esta resistencia no se dilucida.
visualización en tiempo real
Los investigadores decidieron estudiar la adquisición de la resistencia de Escherichia coli a la tetraciclina, un antibiótico de uso común, al colocar una bacteria que es sensible a la tetraciclina en presencia de una resistente. Los estudios anteriores han demostrado que dicha resistencia implica la capacidad dela bacteria expulse el antibiótico antes de que pueda ejercer su efecto destructivo utilizando "bombas de eflujo" que se encuentran en su membrana. Estas bombas de eflujo específicas pueden expulsar las moléculas antimicrobianas de las bacterias, confiriéndoles un cierto nivel de resistencia.
En este experimento, la transmisión del ADN de una "bomba de flujo de salida" específica - la bomba TetA - se observó entre una bacteria resistente y una bacteria sensible usando marcado fluorescente. Gracias a la microscopía de células vivas, los investigadores simplemente tuvieronpara rastrear la progresión de la fluorescencia para ver cómo el ADN de la "bomba" migró de una bacteria a otra y cómo se expresó en la bacteria receptora.
Los investigadores revelaron que en solo 1 a 2 horas, el fragmento de ADN monocatenario de la bomba de eflujo se transformó en ADN bicatenario y luego se tradujo en proteína funcional, confiriendo así la resistencia a la tetraciclina en la bacteria receptora.
En su video vea el enlace a continuación, la transferencia de ADN de la bacteria donante verde a la bacteria receptora roja se revela por la aparición de focos de localización rojos. La rápida expresión de los genes recién adquiridos se revela porLa producción de fluorescencia verde en las bacterias receptoras.
¿Cómo se organiza la resistencia en presencia de un antibiótico?
El modo de acción de la tetraciclina es bien conocido por los científicos: mata a las bacterias al unirse a su maquinaria de traducción, bloqueando así cualquier posibilidad de producir proteínas. Siguiendo esta línea de razonamiento, sería de esperar que al agregar el antibiótico al cultivo anteriormedio, la bomba de eflujo TetA no se produciría y las bacterias morirían. Sin embargo, los investigadores observaron que, paradójicamente, las bacterias pudieron sobrevivir y desarrollar resistencia de manera eficiente, lo que sugiere la implicación de otro factor esencial para el proceso de adquirir resistencia.
Los científicos descubrieron que este fenómeno puede explicarse por la existencia de otra bomba de eflujo que está presente en prácticamente todas las bacterias: AcrAB-TolC. Si bien esta bomba generalista es menos eficiente que TetA, aún puede expulsar una pequeña cantidad deantibiótico de la célula, lo que significa que la bacteria puede mantener una actividad mínima de síntesis de proteínas. Por lo tanto, si la bacteria tiene la suerte de haber recibido un gen de resistencia a través de la conjugación, se produce la bomba TetA y la bacteria se vuelve duraderamente resistente.
Este estudio abre nuevas vías en la búsqueda de mecanismos similares en bacterias que no sean E. coli y para diferentes antibióticos ". Incluso podríamos considerar una terapia que combine un antibiótico y una molécula capaces de inhibir esta bomba generalista. Si bien aún es demasiado pronto para prever la aplicación terapéutica de dicho inhibidor, actualmente se están realizando numerosos estudiosen esta área, dada la posibilidad de reducir la resistencia a los antibióticos y prevenir su propagación a las diversas especies bacterianas ", concluye Lesterlin.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por INSERM Institut national de la santé et de la recherche médicale . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :