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Los antibióticos se consideran uno de los avances más importantes en la historia de la medicina. Su introducción en la práctica clínica durante la década de 1940 marcó un hito en el control de las enfermedades infecciosas, mejoró la salud humana y prolongó la esperanza de vida.
Ahora, paradójicamente, el impacto de la resistencia bacteriana a los antibióticos se ha convertido en una amenaza global y un gran desafío para la medicina actual.
Su uso extensivo, y a menudo indiscriminado, en medicina, veterinaria y agricultura ha generado condiciones favorables para la selección de bacterias resistentes.
Un legado con millones de años
No obstante, este fenómeno es más antiguo de lo que se pensaba. Las bacterias ya poseían mecanismos de resistencia mucho antes del descubrimiento e introducción de los antibióticos en la práctica clínica. Esto indica que la resistencia antibiótica es un fenómeno evolutivo ancestral mucho más complejo, amplio y arraigado de lo que se había supuesto inicialmente.
La evidencia científica respalda esta afirmación con estudios que han documentado mecanismos de resistencia a antibióticos en microorganismos aislados de hábitats naturales, donde la influencia humana es mínima o inexistente. Entre estos ambientes se encuentran las capas subterráneas profundas, los fondos oceánicos y entornos ancestrales como cuevas aisladas y el permafrost.
Curiosamente, muchos de los mecanismos de resistencia descritos en estos ambientes prístinos –cuyo origen data de miles o millones de años– son similares y hasta idénticos a los observados en bacterias patógenas actuales. Esto apunta a que la conservación y transmisión de mecanismos de resistencia a lo largo de la evolución proporciona una ventaja selectiva.
Resistencia en el hielo
Concretamente, los genes de resistencia hallados en muestras de permafrost de hace 30 000 años guardan una sorprendente similitud con los actuales. Se trataba de resistencias tan comunes en clínica como aquellas observadas frente a los antibióticos β-lactámicos, tetraciclinas y vancomicina.
También se han aislado cepas de Staphylococcus resistentes a los aminoglucósidos y β-lactámicos en muestras de permafrost de hace 3,5 millones de años.
Existen ejemplos todavía más lejanos en el tiempo. La cueva Lechuguilla (Nuevo México, EE UU) es un entorno considerado aislado desde hace 4 millones de años. A pesar de eso, un estudio halló bacterias del género Streptomyces y Paenibacillus resistentes a la mayoría de los antibióticos que se utilizan hoy en clínica.
“Staphylococcus aureus resistente a la meticilina” es el largo nombre que recibe una bacteria multirresistente causante de infecciones graves. Un trabajo mostró que algunas cepas ya lo eran mucho antes del uso de este grupo de antibióticos: su adaptación a erizos infectados por hongos productores de antibióticos similares les daba una ventaja para su supervivencia.
Una carrera armamentística para sobrevivir
Los resultados de las investigaciones revelan que la competencia por recursos y la adaptación a diferentes hábitats han sido factores clave en la evolución de las resistencia a antibióticos.
En los entornos previos al desarrollo de fármacos, los antibióticos naturales no solo tenían un papel ecológico al inhibir el crecimiento de competidores, sino que también favorecían la supervivencia de las especies productoras. Además, en cantidades muy bajas los antibióticos podían actuar como moléculas de comunicación, al influir en las interacciones y el equilibrio de las comunidades microbianas.
Este entorno dinámico favoreció la evolución de estrategias defensivas en los microorganismos expuestos a antibióticos, ya fueran productores o coexistentes. Esto, a su vez, impulsó la diversificación y diseminación de mecanismos de resistencia a lo largo del tiempo.
Por otro lado, la presencia de estos mecanismos en entornos aislados y previos a la era antibiótica plantea algunos interrogantes sobre cómo se ha originado y propagado la resistencia a lo largo de la evolución microbiana. El estudio de estos procesos es clave para comprender su impacto en la crisis actual de la resistencia a antibióticos.
Mirar atrás para ver hacia delante
Actualmente se postula que los genes de resistencia a antibióticos habrían sido transmitidos de los microorganismos ambientales a los organismos comensales humanos y, posteriormente, a los patógenos. Este proceso de transferencia del entorno al ambiente humano es aleatorio: cuanto más prevalente sea un mecanismo de resistencia en el ambiente, más probable será que se transfiera.
La existencia de reservorios de resistencia en el ambiente puede acelerar significativamente la evolución bacteriana hacia la multirresistencia en casos de presión antibiótica. Por eso resulta crucial considerar la vasta diversidad de estos de genes de resistencia dentro de las poblaciones microbianas a la hora de desarrollar o implementar nuevas estrategias para combatir la resistencia antibiótica.
Como dijo Winston Churchill: “Cuanto más atrás puedas mirar, más adelante verás”. Esta reflexión subraya la importancia de estudiar el pasado para comprender y anticipar los riesgos futuros. Por lo tanto, investigar la resistencia ancestral no solo nos conecta con el pasado proporcionando información sobre la historia evolutiva de los genes de resistencia, sino que también posee un valor predictivo.
Este conocimiento nos permite anticipar posibles mecanismos de resistencia, lo que mejora nuestra capacidad para enfrentar los desafíos futuros en la lucha contra la resistencia a los antibióticos.
M. Paloma Reche Sainz recibe fondos del ministerio de ciencia e innovación a través del programa Plan Nacional con código PID2023-150116OB-I00 donde forma parte del equipo investigador.
Rubén Agudo Torres recibe fondos del Ministerio de Ciencia e Innovación. Ha recibido financiación del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad y del programa Horizonte 2020 de la Comisión Europea.
Sergio Rius Rocabert recibe fondos de el ministerio de ciencia e innovación a través del programa Plan Nacional con código PID2023-150116OB-I00 donde forma parte del equipo investigador.