Las bacterias modifican sus ribosomas para esquivar a los antibióticos

Escherichia coli es una bacteria común que a menudo es inofensiva, pero puede causar infecciones graves. El equipo de investigación expuso la bacteria E. coli a estreptomicina y kasugamicina, dos fármacos que tratan infecciones bacterianas. La estreptomicina ha sido un pilar en el tratamiento de la tuberculosis y otras infecciones desde la década de 1940, mientras que la kasugamicina es menos conocida pero crucial en entornos agrícolas para prevenir enfermedades de las bacterias en los cultivos.

Ambos antibióticos alteran la capacidad de las bacterias para producir nuevas proteínas al dirigirse específicamente a sus ribosomas. Estas estructuras moleculares crean proteínas y están compuestas de proteínas y ARN ribosómico. El ARN ribosómico a menudo tiene modificaciones químicas que pueden alterar la forma y la función del ribosoma. Las células usan estas modificaciones para ajustar la producción de proteínas.

El estudio encontró que, en respuesta a los antibióticos, E. coli comienza a ensamblar nuevos ribosomas que son ligeramente diferentes a los producidos en condiciones normales. Dependiendo del antibiótico usado, los nuevos ribosomas carecen de ciertas modificaciones. Estas modificaciones se pierden específicamente en las regiones donde los antibióticos se unen y detienen la producción de proteínas. El estudio descubrió que esto provoca que las bacterias sean más resistentes a los fármacos.

Cambio en los ribosomas para impedir el efecto antibiótico

“Creemos que los ribosomas de las bacterias podrían estar cambiando estructuralmente lo suficiente como para impedir que un antibiótico se una eficazmente”, afirma Anna Delgado Tejedor, primera autora del estudio y estudiante de doctorado en el Centro de Regulación Genómica (CRG) en Barcelona.

Se sabe que las bacterias desarrollan resistencia a los antibióticos de diferentes maneras, incluidas mutaciones en su ADN. Otro mecanismo común es su capacidad para bombear y transportar activamente los antibióticos fuera de la célula, reduciendo la concentración del fármaco en su interior a niveles que ya no son dañinos.

El estudio prueba una estrategia de supervivencia completamente nueva. “E. coli está alterando sus estructuras moleculares con notable precisión y en tiempo real. Es una forma sigilosa y sutil de esquivar a los fármacos”, dice la Dra. Eva Novoa, autora principal del estudio, profesora de investigación ICREA e investigadora en el CRG.

Nueva vía para combatir una crisis de salud

Los hallazgos se realizaron utilizando tecnología avanzada de secuenciación por nanoporos, que lee las moléculas de ARN directamente. Las técnicas anteriores procesaban las moléculas de ARN de tal manera que eliminaban las modificaciones químicas. “Nuestro enfoque nos ha permitido ver las modificaciones tal como son, en su contexto natural”, dice la Dra. Novoa.

El estudio no explora por qué o cómo se pierden las modificaciones químicas. Estudios futuros podrían profundizar en la biología subyacente de este mecanismo adaptativo y descubrir nuevas formas de combatir una de las mayores crisis inminentes en la salud global. La resistencia antimicrobiana global se ha cobrado al menos un millón de vidas cada año desde 1990 y se prevé que cause 39 millones de muertes más desde ahora hasta 2050.

“Si podemos profundizar y entender por qué se están perdiendo estas modificaciones, podemos crear nuevas estrategias que eviten que las bacterias las pierdan o desarrollar nuevos fármacos que se unan más eficazmente a los ribosomas alterados”, concluye la Dra. Novoa.

Fuente: CRG