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Semana Mundial de Concienciación sobre el Uso de Antimicrobianos: la ‘desextinción molecular’ en el descubrimiento de nuevos antibióticos

Las resistencias a antibióticos son y serán uno de los grandes problemas de salud pública a nivel mundial y todos tenemos parte de culpa en que sigan expandiéndose y creciendo. El uso adecuado de los antibióticos es vital para evitar esto, algo que todos conocemos o que hemos leído alguna vez pero que seguimos incumpliendo. Es por esto que del 18 al 24 de noviembre se celebra la Semana Mundial de Concienciación sobre el Uso de Antimicrobianos.

En este artículo repasaremos qué son las resistencias a antibióticos y por qué son tan problemáticas para la sociedad. Pero además comentaremos algunos de los últimos avances en el descubrimiento de nuevas moléculas con poder antibiótico, donde la inteligencia artificial es capaz de ayudarnos. ¿Te puedes creer que existen moléculas con potencial antibiótico provenientes de los neandertales?

Las bacterias superresistentes: un problema presente y futuro

El aumento en la aparición de superbacterias o bacterias multirresistentes (aquellas que han adquirido resistencias para la mayoría de los antibióticos conocidos) es un hecho cada vez más preocupante. En algunos de los últimos estudios se estima que 1,27 millones de los fallecimientos a nivel mundial en 2019 son atribuibles a estas bacterias. De hecho, la OMS ya presenta las resistencias a antibióticos como una de las 10 principales amenazas de salud pública a las que se enfrenta la humanidad. Y las previsiones no son para nada buenas.

Imagen 1. Las superbacterias, uno de las mayores preocupaciones de salud pública mundial. Fuente: FreePick

Entre las que más preocupan están las bacterias ESKAPE, un grupo especialmente peligroso por su virulencia y sus extendidas resistencias a muchos de los antibióticos más utilizados hoy en día. ¿Quieres saber más sobre cuáles son estas bacterias y  por qué son tan peligrosas? Te recomiendo que le eches un vistazo a este artículo de Laura Monge para Microbacterium.

Las resistencias a antibióticos pueden extenderse en las bacterias hasta el punto de que no tengamos antibióticos disponibles para tratar infecciones bacterianas, lo que ya está comenzando a ocurrir. Para superar esto se utilizan combinaciones de antibióticos con los que se consigue tratar algunas infecciones resistentes, pero el problema se mantiene y va a más cada día.

Entendido, las resistencias a antibióticos pueden provocar más fallecimientos y complicaciones por generarse infecciones imposibles de tratar. Pero, cómo y por qué aparecen resistencias en las bacterias? La aparición de estas resistencias a antibióticos corresponde a diferentes mecanismos (puedes descubrir algunos de ellos en este artículo) creados por las bacterias para evitar los efectos bactericida (matar a las bacterias) y bacteriostático (impedir el crecimiento bacteriano) de los antibióticos.

El uso indiscriminado de antibióticos tiene gran parte de culpa

Una vez presentado el problema conviene preguntarse qué es lo que podemos hacer cada uno de nosotros individualmente para combatir las resistencias a antibióticos.

Es un hecho que el mal uso de los medicamentos antibióticos lleva a una mayor aparición de resistencias en la bacterias. solo hay que pararse a observar las estadísticas, ya que los países que lideran el consumo de antibióticos a nivel mundial, lideran también la identificación de cepas resistentes.

Doy por hecho entonces que todos conocemos que un mal uso de antibióticos y antimicrobianos deriva en la aparición de resistencias en las bacterias. Recetar masivamente antibióticos para procesos virales para los que no son necesarios, no administrar correctamente los antibióticos, hacer un uso excesivo de los mismos o no terminar los tratamientos antibióticos son algunos ejemplos de su uso indebido. Y es que a pesar de que la mayoría de la población conoce que un antibiótico no sirve para tratar una infección vírica o que tenemos que desechar el tratamiento que nos sobra en el punto SIGRE de las farmacias, seguimos cometiendo los mismos errores con el uso de los medicamentos antibióticos.

El mal uso de los antibióticos es una práctica extendida en la sociedad.
Imagen 2. El mal uso de los antibióticos es una práctica extendida en la sociedad. Fuente: COFRM (https://web.cofrm.com/noticias/noticias/page/17/)

La creencia de que un antibiótico “lo cura todo” o aquello de “yo he tenido esto más veces y sé que necesito antibiótico” acaban derivando en prácticas totalmente irresponsables. Y con esto no se pretende criminalizar al consumidor, ya que muchas veces el mal uso deriva de un diagnóstico excesivamente rápido o de un sistema sanitario demasiado saturado como pararse a comprobar el tipo de infección y el antibiótico más adecuado para tratarla.

Realmente, con estas malas prácticas, estamos cavando nuestra propia tumba. Siento ser tan explícito, pero el problema de las resistencias a antibióticos será todavía más preocupante en el futuro y es probable que cuando queramos remediarlo sea ya demasiado tarde.

Por eso, la próxima vez que creas que es una buena idea tomarte ese sobre de fosfomicina que te sobró del mes pasado para lo que parece una infección de orina (por supuesto, autodiagnosticada), o tomarte la amoxicilina que le sobró a tu hermano para tratarte unas placas en la garganta, te ruego reflexiones por un segundo. Son 10 millones de muertes al año las que estima la OMS para 2050, ¿merece la pena tomar ese medicamento sabiendo estas consecuencias?

El descubrimiento de nuevos antibióticos: inteligencia artificial, proteomas y neandertales

Después de haber tratado todas las malas predicciones sobre las bacterias multirresistentes y el mal uso de los antibióticos, quiero comentar también alguna noticia positiva en cuanto al descubrimiento de nuevos antibióticos. Teniendo en cuenta que la mayoría de antibióticos utilizados hoy en día se descubrieron más de 30 años atrás, y a la necesidad de nuevos antibióticos que nos causan las resistencias, todas las noticias respecto a la identificación de nuevas moléculas son bienvenidas.

Hasta ahora, utilizando el “método tradicional”, el hallazgo de una molécula antibiótica nueva necesitaba de entre tres y seis años de investigaciones y ensayos. Y digo necesitaba, porque métodos nuevos basados en inteligencia artificial (IA) han conseguido que, en unas horas, se puedan identificar miles de potenciales moléculas antibióticas a partir del proteoma humano y también del de nuestros ancestros (Neandertales y Denisovanos).

Es importante en este punto nombrar a Svante Pääbo, Premio Nobel de Medicina de 2022 por sus aportaciones al conocimiento del genoma y proteoma de Neandertales y Denisovanos, que hacen posible las novedades que comentaremos en este artículo. Tienes aquí un artículo de Pablo Colmenarejo para Microbacterium que te explica algo más sobre este científico y sus investigaciones.

Imagen 3. El proteoma neandertal podría ser una nueva fuente de moléculas con potencial antimicrobiano. Fuente:  S. Entressangle / E. Daynes / SPL / Age Fotostock

El proteoma es el conjunto de proteínas que pueden expresarse a partir de la información genética de un organismo, tejido o célula. Pues bien, dentro del proteoma humano se sabe que existen AMPs (péptidos antimicrobianos), que se encargan de combatir las infecciones bacterianas que podamos sufrir. El conocimiento de cómo se generan estos péptidos o de cómo descubrirlos sigue siendo escaso, pero para eso la IA nos puede ayudar.

Muchos de estos péptidos se ha comprobado que están “encriptados” en secuencias de proteínas del proteoma humano. Es decir, se camuflan en la secuencia genética que codifica para una proteína y se expresan solo en caso necesario. Por eso es difícil su identificación.

Pero con la aplicación de la IA, investigadores de la Universidad de Pensilvania, liderados por el español César de la Fuente, han conseguido rastrear el proteoma humano de manera rápida (como si aplicáramos a una lupa al conocimiento que teníamos hasta ahora) e identificar gran cantidad de estos AMPs. E igualmente han hecho con los proteomas de Neandertales y Denisovanos, un proceso para el que han acuñado el término “desextinción molecular”. El propio César de la Fuente compara este proceso con Jurassic Park, solo que en lugar de pretender «desextinguir» organismos completos como los dinosaurios para traerlos a la vida real, se hace con péptidos antimibrobianos.

De esta forma han identificado 6 péptidos (4 de Homo sapiens, 1 de Homo neanderthalensis y 1 de Denisovanos) con propiedades bacteriostáticas, e incluso bactericidas para 5 de ellos, frente a Acinetobacter baumanii (una de las bacterias dentro del grupo ESKAPE que mencionaba anteriormente). Se ha demostrado su efectividad en infecciones en ratones de laboratorio, aunque es cierto que se han utilizado dosis elevadas. Dejo por aquí el artículo completo en el que lo demuestran.

A pesar de que se pueda pensar que con esto “ya solucionamos el problema de las resistencias”, la verdad es que no. Lo más destacable es el método de identificación de AMPs, el cual es y será muy útil en el futuro para obtener antibióticos de una nueva fuente como es el proteoma humano, y no tanto las moléculas identificadas como tal. La gran novedad que este método representa y la utilidad que podrá tener en el futuro es la gran aportación de estas investigaciones.

Conclusión

El descubrimiento de nuevas moléculas con posible poder antimicrobiano no se ha frenado, a pesar de que la producción de nuevos antibióticos ha disminuido en los últimos años. Con nuevos métodos como el descrito en este artículo basado en IA, será más probable obtener nuevos antibióticos eficaces contra bacterias superresistentes. Pero, como ya he dicho, no es la solución para la resistencias a antibióticos.

A pesar de que puedan comenzar a obtenerse nuevos antibióticos en los próximos años, si continuamos haciendo un mal uso de los mismos el problema volverá y será aún mayor. Es por esto que es importante tomar conciencia de que la utilización de un antibiótico requiere unas precauciones, tanto en el sistema sanitario como en la sociedad en general, y para ello se promueve esta Semana Mundial de Concienciación sobre el Uso de Antimicrobianos.

Artículo editado por Equipo de Microbacterium

Bibliografía

Dias Santos-Júnior C et al (2023). Computational exploration of the global microbiome for antibiotic discovery. bioRxiv Preprint.  https://doi.org/10.1101/2023.08.31.555663

Jacqueline R.M.A. Maasch, Marcelo D.T. Torres, Marcelo C.R. Melo, Cesar de la Fuente-Nunez.
Molecular de-extinction of ancient antimicrobial peptides enabled by machine learning,
Cell Host & Microbe. 31 (8): 1260-1274. https://doi.org/10.1016/j.chom.2023.07.001.

Boaro et al., Cell Reports Physical Science4,101459July 19, 2023ª2023 The Author(s).https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101459llOPENACCESS

Saima Sidik (2023). AI search of Neanderthal proteins resurrects ‘extinct’ antibiotics. Nature News. https://www.nature.com/articles/d41586-023-02403-0

Erresistente (2023). La lucha contra las bacterias resistentes a los antibióticos. Las hormigas de fuego ya están en Europa. Elhuyar(eitb). La lucha contra las bacterias resistentes a los antibióticos. Las hormigas de fuego ya están en Europa (eitb.eus)

Miguel Curto Duarte

Miguel Curto Duarte

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