Un modelo de IA, previamente entrenado, permitió reducir el número de compuestos químicos examinados hasta identificar aquellos que podrían ser efectivos contra la ‘Acinetobacter baumannii’, asociada con infecciones como la neumonía y meningitis, que luego fueron analizados en un laboratorio hasta dar con una sustancia efectiva que bautizaron como abaucina. Para entrenar el algoritmo, los investigadores expusieron la bacteria a unos 7.500 compuestos químicos a fin de identificar aquellos con efectos contra la bacteria. Así, a partir de una estructura química precisa, el modelo aprendió las características que permitirían atacar al patógeno. En menos de dos horas, tras analizar más de 6.500 compuestos, el algoritmo arrojó cientos de resultados principales, de los cuales 240 fueron probados en laboratorio hasta reducir la lista a nueve antibióticos, entre ellos la abaucina.

A continuación, los científicos probaron el nuevo compuesto en la piel de ratones infectados con la ‘Acinetobacter baumannii’ y descubrieron su eficacia para suprimir la infección. Igual resultado obtuvieron luego con muestras pertenecientes a seres humanos. El siguiente paso, indicaron los expertos, será perfeccionar el antibiótico y probarlo en ensayos clínicos. “Este trabajo valida las ventajas del aprendizaje automático en la búsqueda de nuevos antibióticos”, declaró Jonathan Stokes, uno de los investigadores y profesor adjunto de Bioquímica y Ciencias Biomédicas en la Universidad de McMaster. “Gracias a la IA, podemos explorar rápidamente vastas regiones del espacio químico, lo que aumenta significativamente las posibilidades de descubrir moléculas antibacterianas fundamentalmente nuevas”, agregó.

Denominada fabimicina, esta molécula podría usarse para combatir infecciones persistentes del tracto urinario, los pulmones e incluso del torrente sanguíneo ocasionadas por bacterias gramnegativas, generalmente difíciles de erradicar mediante antibióticos conocidos debido a que cuentan con una membrana externa protectora que actúa como escudo ante sustancias dañinas. “Los estudios genómicos y los experimentos con cepas deficientes en permeabilidad han revelado una variedad de objetivos biológicos que pueden participar para matar bacterias gramnegativas”, escriben los investigadores. “Sin embargo, la formidable membrana externa y las promiscuas bombas de expulsión de estos patógenos impiden que muchos antibióticos candidatos alcancen estos objetivos”.

Los científicos subrayan que la fabimicina supera estos problemas al pasar a través de la capa externa de la célula, evadiendo los mecanismos de protección. Además, esta molécula evita eliminar bacterias comensales—aquellas que son beneficiosas para el cuerpo humano—, otro de los problemas que presentan muchos de los tratamientos actuales. En pruebas de laboratorio, la fabimicina tuvo un efecto sobre más de 300 tipos de bacterias resistentes a los medicamentos y redujo los niveles de bacterias dañinas en ratones con neumonía o infecciones del tracto urinario.

“Dada la prometedora actividad de la fabimicina en modelos de infección en ratones y los datos alentadores de que la fabimicina es mucho más estable en plasma humano […] es razonable creer que su eficacia puede mejorar a medida que se usa para tratar infecciones en organismos superiores”, añaden los investigadores, quienes concluyen que “la potencia” de esta molécula, “combinada con la aparente falta de resistencia preexistente”, constituyen “un buen augurio”. Por ahora, el equipo se centrará en preparar la fabimicina para su uso en pruebas con humanos para eventualmente poder incorporarla a medicamentos ampliamente utilizados.

Más del 40 % de estas bacterias se revelaron resistentes ante una amplia gama de antibióticos, como la eritromicina, la tetraciclina, la gentamicina o la ciprofloxacina. El 23% de los enterococos se mostró resistente ante el linezolid, antibiótico de último recurso usado en casos severos cuando todos los demás han fracasado. Enterococos multirresistentes fueron descubiertos en todas las muestras de comida cruda y solo en tres de alimentación no cruda.

Un análisis genético reveló que algunas de esas bacterias multirresistentes son idénticas a aquellas descubiertas en pacientes hospitalarios en el Reino Unido, Alemania y los Países Bajos. Bacterias idénticas también han sido halladas en animales de granja y aguas residuales en el Reino Unido. En su estudio, citado en ‘EurekAlert’ y que se presentará en el Congreso Europeo de Microbiología Clínica y Enfermedades Infecciosas de este año, los investigadores advierten sobre la “amenaza para la salud pública internacional” que supone la transmisión de las superbacterias halladas en la comida canina a humanos mediante el manejo de alimentos o de excrementos de perros.

Los investigadores llaman a los reguladores europeos a aumentar la concienciación sobre el problema y recomiendan a los dueños de perros que siempre se laven las manos con jabón tras manejar alimentos caninos o recoger sus excrementos. Las infecciones resistentes a medicamentos son causa de unas 700.000 muertes anualmente en el mundo y la ONU alerta que la cifra podría llegar a 10 millones para 2050.

Ya en 2015, estos científicos británicos reconstruyeron un medicamento de 1.000 años de antigüedad, conocido como el ‘colirio de Bald’ —que contenía cebolla, ajo, vino y sales biliares—, y demostraron que “tenía una actividad antibacteriana prometedora”. Tras varios años de investigación, el equipo publicó en la revista ‘Nature’ este 28 de julio un nuevo estudio, que encontró que el efecto bactericida de este antiguo remedio se extiende contra varios tipos de patógenos que tienden a formar biopelículas en heridas de tejidos blandos. Los autores del estudio definen este descubrimiento como crucial, ya que las infecciones asociadas a biopelículas —comunidades de bacterias que producen una matriz extracelular protectora y son especialmente persistentes a los antibióticos— representan un área particularmente problemática, que amenaza desde el éxito de cirugías de rutina hasta ciertos tratamientos contra el cáncer.

Además, el estudio encontró que la potente actividad anti-biopelícula del ‘colirio de Bald’ no puede atribuirse a un solo ingrediente, como por ejemplo el ajo, sino que requiere la combinación de todos los ingredientes del remedio antiguo. Por ello, los autores destacan “la necesidad de explorar no solo compuestos individuales, sino también mezclas de productos naturales para el tratamiento de infecciones de biopelículas”. En comentarios para ‘CNN’, una de los autores de la investigación, Freya Harrison, sostuvo que el ‘colirio de Bald’ “es particularmente prometedor para el tratamiento de las infecciones asociadas al pie diabético”, que “son la última infección de biopelícula súper resistente” y representan “una gran carga económica y para la salud”.

“Realmente pueden volverse intratables. Existe un alto riesgo de que estas úlceras del pie diabético sean completamente resistentes a cualquier tratamiento con antibióticos. Luego existe el riesgo de que una persona desarrolle sepsis (…) y se le termine amputando un pie o pierna”, advirtió Harrison, que es también microbióloga de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Warwick (Reino Unido). La fórmula del remedio fue encontrada por Harrison en la Biblioteca Británica, en uno de los primeros textos médicos conocidos en inglés antiguo: el ‘Bald’s Leechbook’.

En la Tierra, estos patógenos han desarrollado una gran capacidad de mutación para adaptarse a ambientes muy diferentes. Por eso se extienden por diversos climas, son difíciles de combatir y algunos incluso, se vuelven resistentes a antibióticos y retrovirales, informa el portal ‘La Vanguardia’.

Lo mismo podría ocurrir en el espacio exterior. Ya que se han realizado diversos experimentos con bacterias en las instalaciones de la Estación Espacial Internacional. Aunque también se han encontrado en distintas superficies de naves y robots. Algunos científicos creen que las condiciones extremas del espacio podrían llevar al límite la capacidad de mutación de los gérmenes. De esta forma, se convertirían en supervirus o superbacterias capaces de sobrevivir sin oxígeno, gravedad y en temperaturas extremas.

Fenómeno que pudo ya haber ocurrido. De acuerdo con el reconocido astrobiólogo, Dr. Chandra Wicramashinghe, diversos brotes de enfermedades en la Tierra son de origen extraterrestre, incluida la pandemia de gripe de 1918, junto ciertos brotes de gripe aviar y la llamada enfermedad de las vacas locas. Y el científico también ha declarado que el actual coronavirus SARS-CoV-2, igualmente vino del espacio exterior, debido a la fuerte localización inicial del virus en China, informa ‘Daily Mail’.

Ya que en octubre del año pasado, un fragmento de un cometa explotó en el noreste de China. Por lo que es probable que contuviera incrustado en él, un monocultivo de partículas infecciosas del virus 2019-nCoV que sobrevivieron en el interior del meteorito incandescente. Por lo que incontables Virus y Bacterias extraterrestres que sobrevivan a las duras condiciones del espacio exterior, podrían provocar contagios masivos y daños incalculables en la Tierra.

“Estos sistemas están conformados por dos proteínas, una que está mirando hacia afuera de las células y observa o detecta cualquier tipo de cambio y otra que está dentro de las células; la información es transferida de una proteína a la otra para que la bacteria se pueda adaptar a las condiciones ambientales”, expone el también profesor en Genética a ‘RT’.

Con estos sistemas, detalla Adrián Álvarez, las bacterias “sienten” los cambios físicos y químicos del entorno y adaptan su expresión genética para producir una determinada respuesta a condiciones como la escasez, la regulación del ciclo celular, la resistencia a los antibióticos, entre otras. El trabajo de Álvarez, junto al de Dimitris Georgellis –quien encabeza la investigación en la que trabajan junto a 10 estudiantes de posgrado–, busca incidir en la resistencia bacteriana a los antibióticos, que se ha convertido en un problema de salud pública al poner en riesgo la efectividad de los actuales tratamientos para enfermedades infecciosas.

Sin embargo, este fenómeno se ha acelerado de manera alarmante, principalmente por el abuso y mal uso de los antimicrobianos, entre los que se incluyen antibióticos, antifúngicos, antiparasitarios, antivirales, antipalúdicos, entre otros. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), si no se toman acciones a nivel global, para el año 2050 las muertes relacionadas con la resistencia antimicrobiana podrían superar las defunciones por cáncer.

Durante sus estudios, el equipo del Laboratorio de Genética Molecular del IFC utiliza como modelo a la bacteria escherichia coli, que posee 30 sistemas de dos componentes, cada uno capaz de detectar una característica distinta del medio ambiente. “[Escherichia coli] es la bacteria modelo históricamente, es de la que más se conoce su genoma, su fisiología, su funcionamiento, pero nuestros hallazgos se pueden extrapolar a casi a todo el resto de las bacterias. Así, lo que podamos entender de estos sistemas se podría utilizar más adelante para el control de infecciones bacterianas”, desarrolla Álvarez.

El control del que habla el académico se logra al identificar las moléculas que desactivan el sistema de dos componentes, lo que equivaldría a “taparles los ojos y oídos” a las bacterias, de manera que no se percaten que están en un organismo en donde pueden causar afecciones. “Todas las bacterias tienen un ciclo de vida en el cual no provocan enfermedades, pero si encuentran las condiciones, liberan todo su potencial para ello”.

A largo plazo, el objetivo de la investigación es identificar nuevos compuestos antibióticos que no estén orientados a matar a la bacteria, sino a desactivar los sistemas de dos componentes para que esta no pueda detectar cambios en las condiciones internas. Actualmente todos los antibióticos matan a las bacterias, generando la resistencia bacteriana que preocupa a la OMS. “Si nosotros en lugar de matarlas, solo las silenciamos, las desactivamos, esa resistencia al antibiótico sería menos probable”, concluye Adrián Fernando Álvarez.

Al anunciar esta nueva estrategia para el periodo de los próximos cinco años, la PHE dijo que sus laboratorios habían identificado 19 mecanismos de resistencia bacteriana a partir de 1.300 muestras de pacientes tratados en el lapso de los últimos 10 años.

Estos mecanismos de resistencia a los antibióticos complicarían las “infecciones emergentes” que amenazan la salud del país, según la PHE, que expresa además preocupación por un aumento de “infecciones emergentes” provenientes de un lugar o una población en específico. El Reino Unido ha detectado en los últimos 10 años 12 enfermedades e infecciones que han aparecido por primera vez, como gripe porcina, fiebre hemorrágica de Crimea-Congo, ébola y zika, entre otras.

Estas ‘superbacterias’, incluyen nuevas formas de SARM (‘Staphylococcus aureus’ resistente a la meticilina), gonorrea y enterococos, que podrían causar infecciones del tracto urinario, enfermedades de transmisión sexual, enfermedades intestinales y problemas renales. Para tratar estas bacterias los médicos se han visto obligados a usar medicamentos sin licencia, combinar medicamentos viejos o aumentar las dosis para así poder salvar la vida de sus pacientes.

Los científicos descubrieron un total de 131 genes resistentes a los antibióticos (ARG, por sus siglas en inglés), en particular el gen blaNDM-1, en 8 ubicaciones a lo largo de la región de Kongsfjorden de Svalbard.

De acuerdo con los investigadores, estos genes, presentes en el intestino de los animales y los seres humanos, probablemente se propagaron en el Alto Ártico en la materia fecal de las aves migratorias y los visitantes humanos.

Los científicos advierten que la propagación mundial de blaNDM-1 y otros ARG es una preocupación creciente, ya que estos genes se asocian con nueve clases principales de antibióticos, que incluyen, por ejemplo, los aminoglucósidos o macrólidos, que se usan para tratar varias infecciones.

“La invasión de áreas como el Ártico refuerza la rapidez y el alcance de la propagación de la resistencia a los antibióticos, lo que confirma que las soluciones para la resistencia a los antibióticos deben verse en términos globales y no solo locales”, explicó uno de los autores del estudio, David Graham.

“Lo que los humanos han hecho a través del uso excesivo de antibióticos en escalas globales es acelerar el ritmo de la evolución, creando un nuevo mundo de cepas resistentes que nunca existieron antes”, destacó el científico.

Según la coautora de la investigación, Clare McCann, para “ganar esta lucha” es necesario “entender todas las vías que conducen a la resistencia a los antibióticos”. La investigadora agregó que “la mejora de la gestión de residuos y la calidad del agua a escala global es un paso clave”.

“Este estudio revela que incluso en uno de los entornos más prístinos, existe una acumulación de resistencia a los antibióticos del suelo debido al movimiento microbiano global acelerado por los humanos, que a su vez tendrá un impacto en la salud humana global”, concluyó otro coautor del estudio, Yong-Guan Zhu.

De acuerdo con el estudio publicado en la revista ‘BMC Microbiology’, se identificaron cinco cepas de Enterobacter bugandensis en muestras tomadas de un inodoro y de una plataforma de ejercicios de la EEI en 2015. Se detalló la composición genética de las cepas individuales y se compararon con todos los genomas públicos disponibles de Enterobacter recolectados en la Tierra.

El resultado reveló que los genomas de las muestras de la EEI eran genéticamente muy similares a tres cepas terrestres de E. bugandensis identificadas recientemente como causantes de infeciones en recién nacidos y pacientes mayores con complicaciones.

Un análisis de la resistencia funcional y antimicrobiana de las cinco cepas bacterianas demostró su resistencia a cinco de los antibióticos de uso más frecuente —incluida la penicilina— y a dos más de “resistencia intermedia”. Este patógeno se encuentra comúnmente en el tracto intestinal humano, en aguas residuales y en el suelo, y está ligado a una amplia gama de infecciones intrahospitalarias.

Recientemente se ha observado que la competencia de las bacterias para adquirir material genético extraño aumenta en la microgravedad y eleva su resistencia a metales y antibióticos, factores que podrían predisponer a las cepas de EEI hacia una mayor virulencia en el futuro.

Los investigadores predijeron mediante análisis computarizados un 79 % de probabilidad de que estas puedan causar enfermedades a los humanos.

Según Kasthuri Venkateswaran, autor principal de la investigación, si los microorganismos de la EEI causan o no enfermedad y cuánta amenaza representan, depende de una variedad de factores (ambientales, espaciales, etc).

“Se necesitan más estudios ‘in vivo’ para discernir el impacto que las condiciones de la EEI puedan tener sobre la patogenicidad”, concluyó.

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En un estudio publicado el pasado 4 de septiembre en la revista ‘Nature Communications’, esos especialistas explican que se centraron en las moléculas de albomicininas sintetizadas a partir de la bacteria ‘Streptomyces griseus’, que se encuentra en el suelo y se alimenta de restos vegetales en descomposición.

Las albomicinas actúan como ‘caballos de Troya’: penetran en el sistema de defensa de las bacterias —atraviesan su doble membrana fosfolipídica— para volverlas inactivas.

En 1955, el biólogo ruso Gueorgui Gause creó un antibiótico basado en las albomicinas que resultó especialmente efectivo en casos de neumonía infantil y complicaciones derivadas de la disentería y el sarampión, según consta en un artículo de la revista ‘British Medical Journal’.

Durante sus experimentos previos con animales, este experto probó grandes dosis de inyecciones intravenosas con albomicinas de origen microbiano y constató que no sufrían problemas cardiacos o respiratorios. Posteriormente, confirmó su carácter completamente atóxico cuando empleó el antibiótico en la práctica clínica con humanos.

La nueva investigación liderada por Yun He, de la Universidad de Chongqing (China), ha logrado sintetizar tres albomicinas y una de ellas, denominada delta dos (δ2), ha demostrado una alta efectividad contra diferentes cepas de las bacterias ‘Streptococcus pneumoniae’ y ‘Staphylococcus aureus’, tres de las cuales eran resistentes a la meticilina.

Además, la albomicina delta ha demostrado que es mucho más potente que algunos de los antibióticos más empleados, como la ciprofloxacina, la vancomicina y la penicilina.

Este compuesto aún no se encuentra en el mercado, pero aporta un gran avance respecto a los fármacos que atacan los mecanismos de defensa de las cepas resistentes a los antibióticos.