Resistencia a los antibióticos: definición, tipos y problemas

¿Qué es la resistencia a los antibióticos?

Es reconfortante saber que existen antibióticos. Si contrae una infección bacteriana que se sale de control, puede ir al médico, recibir antibióticos y mejorar. ¿Correcto? Es por eso que la resistencia a los antibióticos es algo tan aterrador. La resistencia a los antibióticos ocurre cuando un organismo que normalmente sería sensible a un antibiótico se vuelve resistente a él. Entonces, incluso algo tan simple como una infección de oído podría resultar muy difícil de curar.

En esta lección, aprenderemos sobre el problema de la resistencia a los antibióticos. Aprenderemos cómo las bacterias se vuelven resistentes en primer lugar, y también veremos por qué la resistencia a los antibióticos se ha vuelto tan frecuente en nuestro mundo actual.

Principales estrategias de resistencia a los antibióticos

Las bacterias tienen muchas formas diferentes de evitar los efectos de los antibióticos. Repasaremos seis de sus estrategias generales y veremos un ejemplo de cada una.

Primero, imaginemos la célula bacteriana como un castillo en la época medieval. Creemos que los castillos son hermosos ahora, pero también fueron diseñados para la defensa contra ataques. También lo es una célula bacteriana, para el caso. La pared celular protege a la bacteria del entorno hostil en el que puede encontrarse, al igual que los robustos muros de la fortaleza que rodean un castillo.

Frente al ataque, ¿qué haría un castillo? Bueno, por un lado, levantaría los puentes levadizos para que los ejércitos invasores no pudieran entrar. Las bacterias tienen una estrategia similar para resistir los antibióticos. Por ejemplo, en las bacterias Gram negativas, los antibióticos y otras moléculas grandes solo pueden ingresar a la célula a través de canales llamados porinas en la membrana externa. Estas bacterias pueden volverse resistentes a los antibióticos si restringen el acceso del antibiótico a su objetivo al expresar menos porinas o al adquirir mutaciones que hacen que las porinas tengan aberturas más pequeñas.

¿Y si los ejércitos dispararan balas de cañón al castillo? Quizás los arqueros podrían disparar flechas a las personas que controlan los cañones y, de esa manera, evitar que las balas de cañón se acerquen siquiera al castillo. Las bacterias hacen esto de una manera aún más inteligente. Pueden segregar enzimas que destruyen los antibióticos. Por ejemplo, una forma de volverse resistente a la penicilina y fármacos relacionados es secretar betalactamasas, que son enzimas que cortan uno de los enlaces químicos en la molécula del fármaco, lo que la vuelve ineficaz. Para cuando la penicilina llega a la bacteria, ya no funciona.

De acuerdo, cambiemos nuestro castillo por una fiesta llena de gente donde mucha gente está bailando y pasando el rato con sus amigos. Pero de vez en cuando, los transeúntes ruidosos rompen la fiesta y comienzan a buscar peleas. Afortunadamente, hay personas de seguridad que agarran a los alborotadores y los envían afuera antes de que puedan arruinar la fiesta. Las bacterias también hacen algo como esto. Pueden expresar bombas de eflujo que eliminan los antibióticos de la célula. Esta es una de las principales formas en que las bacterias pueden ser resistentes a la tetraciclina: simplemente la bombean, lo que reduce la concentración citoplasmática del fármaco a niveles en los que es ineficaz.

Muy bien, usaremos una analogía más para ver los mecanismos de resistencia a los antibióticos: una cocina que hace burritos. Como todos sabemos, los burritos son cruciales para la nutrición humana y sus ingredientes más importantes son las tortillas, el arroz y los frijoles. Su cocina de burritos está bien equipada con todos estos ingredientes y más, hasta que una persona terrible llega y destruye su olla arrocera. ¿Cuáles son tus opciones ahora? Podrías hacer burritos sin arroz, pero sería una lástima. Alternativamente, puede hacer arroz a la antigua, en la estufa. Esto requeriría un poco más de esfuerzo y tiempo, pero al menos tendrías tus burritos.

¿Cómo se relaciona esto con las bacterias? Bueno, algunos antibióticos interrumpen el metabolismo bacteriano al inactivar enzimas importantes que necesitan para producir nutrientes. Por ejemplo, las sulfonamidas inhiben un paso en el camino para producir ácido fólico, una vitamina esencial que las bacterias necesitan para sus funciones diarias. Sin embargo, algunas bacterias resistentes han desarrollado diferentes vías metabólicas que les permiten producir ácido fólico incluso en presencia de estos medicamentos. Al igual que hacer arroz en una estufa, tal vez no puedan hacerlo tan rápida o eficientemente, pero aún pueden hacerlo y sobrevivir.

De acuerdo, aparentemente, el vandalismo en las ollas arroceras se ha convertido en algo importante en nuestra ciudad. Entonces, para prepararnos, podríamos conseguir muchas ollas arroceras adicionales. No habría tiempo de aplastarlos a todos antes de que alguien notara todo ese ruido en la cocina. Entonces, definitivamente quedarían algunas ollas arroceras ilesas. Las bacterias utilizan una estrategia similar a esta. Pueden producir en exceso una diana de antibiótico para que al menos un cierto porcentaje de las enzimas diana sigan funcionando. Esta es una estrategia bacteriana común para la resistencia a las sulfonamidas: no habrá suficientes moléculas de antibióticos para inactivar todas las enzimas si la bacteria ha producido muchas más.

La última estrategia es cambiar la molécula diana. En nuestro ejemplo de vandalismo con olla arrocera, esto sería como comprar ollas arroceras nuevas que no se parecen en nada a las ollas arroceras. ¡Quizás parezcan tostadoras! El destructor de la olla arrocera ni siquiera los reconocerá y no los destruirá. Las bacterias hacen esto al adquirir mutaciones que cambian la estructura de la molécula objetivo del antibiótico para que el fármaco ya no se una. Las bacterias pueden volverse resistentes a muchos antibióticos de esta manera, por ejemplo, cambiando la estructura de su ARN polimerasa para que las rifamicinas no puedan unirse a ella.

Muy bien, hemos visto muchas estrategias diferentes que utilizan las bacterias resistentes a los antibióticos para evitar los efectos de los medicamentos. Pero, todavía no hemos respondido una pregunta importante, que es, ¿cómo se vuelve una bacteria resistente a los antibióticos en primer lugar? Tiene que adquirir un cambio genético que lo haga resistente. Esto sucede por casualidad: o la bacteria obtiene una mutación aleatoria, por ejemplo, una que cambia ligeramente la forma de una molécula diana. O bien, una bacteria puede obtener un gen completo o incluso varios genes para la resistencia a los antibióticos simplemente entregárselo. Esto puede suceder en un proceso llamado transferencia horizontal , donde las bacterias pueden intercambiar material genético en plásmidos, a veces incluso con diferentes especies de bacterias. De esta manera, un error puede obtener una bomba de eflujo de múltiples fármacos y comenzar a usarla de inmediato. ¡Eso fue fácil!

El problema de la resistencia a los antibióticos

No sería un problema tan grande si una o dos bacterias que causan la infección de oído fueran resistentes a un antibiótico, ¿verdad? Después de todo, el antibiótico eliminaría la gran mayoría de las bacterias.

El problema es que las bacterias se replican muy rápido. Y, cuando hay un antibiótico, básicamente es la supervivencia del más apto. Los antibióticos ejercen una presión selectiva extrema sobre una población de bacterias. Cualquiera que sea la bacteria que tenga resistencia sobrevivirá y se replicará en grandes cantidades, mientras que todas las demás mueren. Es una evolución a una escala muy rápida. Ahora todavía tiene una infección que está dañando su cuerpo, pero está repleta de bacterias a las que no les importa un poco si toma ese antibiótico.

Es natural que las bacterias desarrollen resistencia a los antibióticos. Después de todo, ellos también tienen que ganarse la vida. El problema es que se están volviendo resistentes más rápido de lo que estamos creando nuevos antibióticos. Y el mal uso de antibióticos aumenta la presión selectiva sobre las bacterias y las hace resistentes aún más rápido. ¿De qué tipo de mal uso estamos hablando aquí?

Por un lado, con demasiada frecuencia, las personas toman antibióticos cuando tienen enfermedades que ni siquiera son causadas por bacterias. Por ejemplo, cuando tiene un resfriado o gripe, estos son causados ​​por virus y los antibióticos no le ayudarán en absoluto. Todo lo que harán es seleccionar la resistencia a los antibióticos entre las bacterias que normalmente tiene dentro y fuera de su cuerpo.

También es malo cuando los pacientes tienen una infección bacteriana pero dejan de tomar sus antibióticos tan pronto como se sienten mejor, que es antes de que se eliminen todas las bacterias. Los pacientes deben tomar todos los antibióticos que su médico les recete para reducir la cantidad de bacterias supervivientes que probablemente tengan alguna resistencia.

Otro problema importante son los antibióticos que se encuentran en la alimentación animal. Resulta que incluir antibióticos en los alimentos que se administran al ganado evita que se enfermen en los lugares cerrados en los que viven y también les ayuda a ganar peso más rápido. Ambos dan a las empresas agrícolas razones económicas para poner antibióticos en la comida de sus animales. De hecho, más de la mitad de los antibióticos que se utilizan en los EE. UU. No se utilizan para nada en humanos: se utilizan en la alimentación animal. Cuando una vaca toma antibióticos durante toda su vida, por supuesto, básicamente todas sus bacterias se volverán resistentes. Entonces, si las personas contraen una intoxicación alimentaria bacteriana por comer carne de res poco cocida, no solo se enfermarán, sino que serán más difíciles de curar debido a la resistencia a los antibióticos.

Resumen de la lección

Revisemos. Hemos aprendido que la resistencia a los antibióticos ocurre cuando un organismo que normalmente sería sensible a un antibiótico se vuelve resistente a él. Las bacterias pueden volverse resistentes al adquirir cambios genéticos, como mutaciones o plásmidos de resistencia a antibióticos, que pueden intercambiarse entre diferentes bacterias en un proceso llamado transferencia horizontal . Luego, las bacterias resistentes se seleccionan cuando hay un antibiótico presente: es la supervivencia del más apto.

Hemos aprendido seis estrategias básicas que utilizan las bacterias para resistir a los antibióticos. Pueden restringir el acceso de la droga a su objetivo al no permitirle ingresar a la célula. También pueden secretar enzimas que destruyen los antibióticos, cambiando su estructura química de modo que sean ineficaces. Las bacterias también pueden usar bombas de eflujo para eliminar los antibióticos de la célula.

En el caso de los antibióticos que interrumpen el metabolismo bacteriano, las bacterias resistentes a menudo desarrollan diferentes vías metabólicas que les permiten seguir produciendo los metabolitos que necesitan para sobrevivir. O pueden producir en exceso el objetivo del antibiótico de modo que el antibiótico no pueda alcanzar concentraciones lo suficientemente altas como para inactivar todas las copias de la molécula objetivo. Las bacterias también pueden adquirir mutaciones que cambian la molécula objetivo para que el antibiótico ya no se pueda unir a ella.

Finalmente, aprendimos que la resistencia a los antibióticos se desarrolla más rápidamente cuando se usan incorrectamente, porque esto aumenta la presión selectiva que los medicamentos ejercen sobre las bacterias. Los ejemplos del uso indebido de antibióticos en la actualidad incluyen el uso innecesario de antibióticos, la interrupción del tratamiento con antibióticos demasiado pronto y el uso excesivo de antibióticos en la agricultura.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya completado esta lección, podrá:

• Describir seis formas en que las bacterias desarrollan resistencia a los antibióticos.
• Identificar el proceso de transferencia horizontal a la resistencia a los antibióticos.
• Explicar varias formas en que se usan indebidamente los antibióticos y cómo ese uso indebido conduce a la resistencia a los antibióticos.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador