Investigación pionera encuentra pista clave para combatir las infecciones bacterianas mortales

El dilema de la resistencia de los antimicrobianos ha avanzado de tal manera que la Organización Mundial de la Salud (OMS) la denominó como “una de las mayores amenazas para la salud mundial”.

Por esta razón en 2015 se creó el Sistema Mundial de Vigilancia de la Resistencia a los Antimicrobianos (GLASS), una entidad especializada en la supervisión de estos microorganismos, y pronosticó que para el 2050 las muertes por cepas resistentes a los antibióticos podrían llegar a 10 millones anuales en todo el mundo.

A pesar del pésimo panorama, el equipo científico del Instituto Milenio de Inmunología e Inmunoterapia (IIMI), liderado por la doctora y académica, Susan Bueno, descubrió un proceso fundamental que llevan a cabo bacterias patógenas, como las que causan la salmonelosis y el cólera, para generar una infección sistémica en un organismo vivo, y con ello, abrieron la puerta para avanzar en la elaboración de fármacos y terapias más eficaces.

Lograron comprobar que al mutar ciertas proteínas, la bactería no podía compartir su ADN y se detenía su capacidad de infectar.

¿Cómo llegaron a ese resultado?

La salmonella es una bacteria que causa gastroenteritis aguda y forma parte de la lista de prioridades de la OMS debido a su resistencia antimicrobiana causando gran mortalidad en países subdesarrollados.

En una primera etapa de la investigación, que comenzó hace 12 años, el grupo de científicos compuesto por la doctora Bueno y un equipo de estudiantes de pregrado y doctorado, analizaron el cromosoma completo de cepas de la salmonella e identificaron los segmentos de ADN que se separan del cromosoma.

A finales del 2018, el equipo de investigadores logró concluir que la familia de Enterobacterias, a la que pertenece la salmonella, efectivamente es capaz de separar y reintegrar a su cromosoma estos grupos de genes (islas genómicas) que contiene su ADN y los genes necesarios para que la bacteria infecte.

Más tarde, en la segunda etapa del estudio, integrado en su mayoría por mujeres chilenas y publicado en la prestigiosa revista médica PLOS Pathogens, se descubrió que este proceso era fundamental para que la salmonella pudiera generar una infección sistémica. Eso, de hecho, se comprobó en el modelo in vivo en el laboratorio.

“Les mutamos unas proteínas para que no pudiera sacar estos genes del cromosoma, para que quedaran fijos, y nos dimos cuenta de que la bacteria cuando no podía hacer este proceso ya no podía infectar. Ese proceso ocurriría cuando la bacteria está pasando desde el intestino hacia otros órganos”, explica Susan Bueno.

Este resultado es muy prometedor porque tal como explica la doctora, “la detección de estos mecanismos permitiría desarrollar herramientas que son mucho más específicas para bacterias patógenas que los antibióticos actuales, los que tienen como flanco comúnmente vías metabólicas que son muy generales y por lo tanto afectan también a las bacterias beneficiosas de nuestro organismo”.

Es decir, hoy los antibióticos arrasan con bacterias buenas y malas a su paso. Pero con estos descubrimientos se podrían desarrollar terapias que solo atacaran a las malas.

"Les mutamos unas proteínas para que no pudiera sacar estos genes del cromosoma, para que quedaran fijos, y nos dimos cuenta que la bacteria cuando no podía hacer este proceso ya no podía infectar." - doctora Susan Bueno, académica de Ciencias Biológicas UC.

Siguiente paso: otras bacterias

Se escogió trabajar con la salmonella, porque sus diferentes cepas son diversas y pueden infectar a humanos, o aves, o ganado, o a todos al mismo tiempo. Sin embargo, el mecanismo de separación y reintegración de su ADN lo comparten otras bacterias patógenas de la familia de Enterobacterias:

• el Vibrio cholerae, que produce cólera,
• la Escherichia coli enteropatógena, que causa el síndrome hemolítico-urémico
• la Klebsiella pneumoniae, una bacteria intrahospitalaria que causa neumonía a los pacientes de riesgo a través de infecciones respiratorias y del tracto urinario.

La doctora Bueno explica que con estos datos es posible diseñar fármacos, algún agente antimicrobiano o alguna molécula inhibidora que inactive las proteínas claves del proceso de separación de su ADN. Esto evitaría que la bacteria siga avanzando, se anularía su capacidad de infectar y quedaría susceptible a que el sistema inmune pudiera eliminarla fácilmente.

“Eso significaría un tratamiento específicamente para este tipo de Enterobacterias que cada día desarrollan más y más resistencia a los antibióticos que existen”, añade la doctora.

“Ahora a nosotros nos gustaría hacer un estudio un poco más amplio, salirnos del grupo de las Enterobacterias y buscar en otros tipos de bacterias que también son patógenas, para ver si tienen elementos parecidos (…) Tenemos la sospecha de que este podría ser un proceso mucho más generalizado en las bacterias que causan enfermedades en el humano”.

Esa es la meta de la siguiente fase de su proyecto.