Deconstruyendo la microbiología mordisco a mordisco
Doble enfoque para la resistencia a los antibióticos
Los antibióticos son un tipo de medicamento que todos hemos usado en algún momento de nuestras vidas. Desde que Alexander Fleming hallase el primer antibiótico en 1928, la penicilina, allanando el camino para la consiguiente era de descubrimiento de antibióticos, estos compuestos revolucionaron el campo de la medicina. Cuando en el pasado las enfermedades infecciosas y las plagas encabezaban las listas de mortalidad, con la ayuda de los antibióticos, esas listas han sido redistribuidas a enfermedades no transmisibles como, por ejemplo, las enfermedades cardiovasculares. Pero eso no significa que nos tengamos que preocupar por las consecuencias de la era “pre-antibiótica” nunca más.
A medida que la comunidad científica y médica han ido progresado en identificar vías para abordar las bacterias patógenas, éstos han ido adquiriendo diferentes estrategias para escapar de los efectos negativos de los antibióticos y han ido desarrollando resistencia descrita como “resistencia a los antibióticos”. Esta resistencia es el resultado de la “resistencia natural” que algunas especies de bacterias pueden poseer y de mutaciones genéticas las cuales son transferidas a su progenie debido a su ventaja de supervivencia selectiva, entre otras cosas.
Staphylococcus aureus, conocido como estafilococo áureo o estafilococo dorado, es un patógeno bacteriano generalmente inofensivo que se encuentra comúnmente en nuestra piel, nariz y otras partes del cuerpo, pero que es capaz de ser perjudicial si se dan las circunstancias adecuadas. De hecho, es la principal causa de infecciones de la piel y los tejidos blandos, y también puede causar neumonía mortal e infecciones sistémicas y del corazón.
S. aureus está ganando cada vez más resistencia a la meticilina, el antibiótico que se utiliza en primera línea de defensa para combatir este patógeno. Esto está obligando a los médicos a recurrir a los antibióticos de último recurso, después de lo cual no existen tratamientos alternativos para las bacterias resistentes. Además de desarrollar resistencia a los antibióticos, el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA, por sus siglas en inglés) también tiene mecanismos para esconderse de las primeras células de nuestro sistema inmunitario que reaccionan a una infección, como son los neutrófilos, y que luego no logran protegernos adecuadamente de este patógeno. Estas dos propiedades de MRSA hacen que sean infecciones extremadamente difíciles de tratar y, por consiguiente, derivan a consecuencias a menudo fatales. Esto destaca la urgencia médica de desarrollar nuevas terapias o estrategias terapéuticas para hacer frente a las bacterias resistentes a múltiples fármacos.
Un enfoque novedoso que se está explorando actualmente para abordar este problema es el desarrollo y el uso de la inmunoterapia la cual se inspira en las estrategias antibacterianas de nuestro propio cuerpo y potencia nuestra respuesta inmunitaria. Por ejemplo, nuestro sistema inmunitario produce péptidos de defensa del huésped (HDPs son las siglas en inglés) que pueden matar o inactivar directamente a los patógenos y crear un gradiente químico a su alrededor para reclutar otras células inmunitarias para combatir la infección. De ese modo, esta estrategia podría ser una solución para el MRSA, el cual se esconde del sistema inmunitario y es resistente a muchos de los antibióticos actualmente disponibles.
Intrigados por estas moléculas naturales, Payne et al. (2021) propusieron la creación de una versión artificial de HDP para tratar MRSA. Propusieron unir/combinar químicamente un compuesto activador del sistema inmunológico (que puede crear un gradiente químico para atraer células inmunitarias al sitio de la infección por MRSA) con un compuesto dirigido a las bacterias (que se unirá específicamente al MRSA y lo matará). Esta combinación de compuestos permitiría que el sistema inmunológico detecte y ataque específicamente a la bacteria MRSA invasora (Figura 2a).
Para su quimiotáctico inmunoactivador, eligieron péptidos formilados (fPeps), que son pequeñas moléculas conocidas por unirse a los neutrófilos y activarlos, lo que promueve su reclutamiento en el sitio de infección y la fagocitosis (ingestión, digestión usando mecanismos antibacterianos, seguida de muerte de neutrófilos) de las bacterias. Éstos poseen esta increíble habilidad ya que, en la naturaleza, los fPeps son un componente ubicuo de las proteínas bacterianas, por lo que nuestro sistema inmunitario ha aprendido a reconocer e iniciar una respuesta inmunitaria en su presencia. Para su compuesto dirigido a las bacterias, eligieron el antibiótico vancomicina, que es bien conocido por unirse y destruir la pared celular de S. aureus.
La combinación artificial de los dos compuestos genera un agente inmunoterapéutico increíble que se une directamente a las células de S. aureus, mientras crea un gradiente quimioatrayente alrededor del sitio de infección para promover el reclutamiento de neutrófilos y la eliminación de MRSA (Figura 2b). Hasta ahora, Payne et al. (2021) han demostrado el impresionante éxito de este agente inmunoterapéutico en experimentos in vitro de infección por MRSA (fuera de organismos) y en ratones con neumonía por MRSA. Esto muestra una gran esperanza en este nuevo enfoque y nos acerca un paso más a poder tener una solución para las infecciones por MRSA en humanos.
Si bien esta es una noticia emocionante, debe tenerse en cuenta que todavía queda un largo camino de investigación por delante antes de determinar si esta estrategia podría usarse clínicamente en humanos. Sin embargo, esta investigación aún demuestra una apasionante y prometedora vía para abordar la resistencia a los antibióticos.
Otras referencias:
Association for Professionals in Infection Control and Epidemiology. (2019, June 27). Staphylococcus aureus. APIC. https://apic.org/monthly_alerts/staphylococcus-aureus/
Ventola C. L. (2015). The antibiotic resistance crisis: part 1: causes and threats. P & T : a peer-reviewed journal for formulary management, 40(4), 277–283.
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Guerra, F. E., Borgogna, T. R., Patel, D. M., Sward, E. W., & Voyich, J. M. (2017). Epic immune battles of history: Neutrophils vs. Staphylococcus aureus. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 7. https://doi.org/10.3389/fcimb.2017.00286
BioRender. (n.d.). https://app.biorender.com
Featured image: Scanning electron micrograph of a human neutrophil ingesting Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA; purple). Link here
Traducido port : Celia Lobo
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