Un enfoque biofísico para hacer frente a la resistencia a los antibióticos
Desde el descubrimiento de la penicilina en 1928, los antibióticos se han usado para combatir las infecciones bacterianas, tanto dentro como fuera de los hospitales. Sin embargo, cada vez que se descubre un antibiótico nuevo surgen cepas bacterianas resistentes, lo cual termina haciendo que los tratamientos resulten ineficaces. En esta carrera armamentística entre el mundo sanitario y las bacterias, podría parecer que la humanidad está del lado perdedor. «Muchas de las mayores empresas farmacéuticas, que fueron la fuerza que impulsó el descubrimiento de nuevos antibióticos, han puesto fin a sus programas antimicrobianos», explica Nathalie Balaban, coordinadora del proyecto Tolerome y catedrática de Biofísica de la Universidad Hebrea de Jerusalén en Israel. «El descubrimiento de antibióticos nuevos no se considera un buen modelo de negocio. Hacen falta varios años para desarrollar un fármaco nuevo. Por este motivo, hay muy pocos antibióticos en la cartera de productos en desarrollo». Algunas cepas bacterianas se han vuelto resistentes a todos los antibióticos. Balaban advierte sobre los peligros de la aparición y propagación descontrolada de una cepa infecciosa y resistente.
Predecir la evolución bacteriana
El proyecto Tolerome trató de hacer frente a este incipiente desafío sanitario mediante un mayor conocimiento de la manera en que evoluciona la resistencia bacteriana. Este trabajo comenzó en el laboratorio, donde se expuso a las bacterias a tratamientos antibióticos. «Logramos demostrar que algunas bacterias en evolución desarrollan una propiedad denominada tolerancia», afirma Balaban. «En este estado, las bacterias se encuentran latentes. Demostramos que la tolerancia puede significar un importante paso hacia la resistencia a los antibióticos, dado que las bacterias tolerantes son capaces de sobrevivir al tratamiento antibiótico». Por otra parte, Balaban y su equipo colaboraron con hospitales de Jerusalén para examinar septicemias bacterianas potencialmente mortales. Se secuenciaron diariamente cepas bacterianas, lo cual permitió a los investigadores ver la evolución bacteriana en acción. «Se estaba produciendo en la sangre la misma trayectoria evolutiva que registramos en el laboratorio», señala Balaban. «Logramos demostrar que la tolerancia bacteriana constituye un problema clínico que se debería tener en cuenta al tratar infecciones bacterianas». La aplicación de estos hallazgos a modelos matemáticos, que posteriormente predijeron cómo evolucionarían las cepas bacterianas, constituyó un paso fundamental. «Convertir tus hallazgos en ecuaciones puede ser una herramienta realmente potente», explica Balaban. «Mientras que en ocasiones puede ser difícil ver lo que está sucediendo en el laboratorio, la modelización matemática ofrece una comprensión predictiva que resulta realmente potente».
Tratamientos más eficaces
Esta combinación pionera de evaluación científica y modelización matemática promete permitir a los profesionales médicos predecir mejor la evolución rápida de la resistencia a los antibióticos. A su vez, esto podría dar lugar a la prescripción de tratamientos más eficaces. En particular, Balaban considera que el proyecto Tolerome abre la puerta a un uso más eficiente de los antibióticos existentes. A pesar de que podrían necesitarse años para encontrar y desarrollar compuestos nuevos para tratar las infecciones bacterianas, actualmente contamos con diversos antibióticos que podrían ser eficaces si se usan en combinación. Esto también aumentaría la vida de los fármacos que ya se encuentran en el mercado, al reducir la probabilidad de que se queden obsoletos. «Ahora contamos con estos conocimientos y comprensión de la evolución bacteriana, así como de la resistencia y la tolerancia a los antibióticos», comenta Balaban. «Tengo la convicción de que ser capaces de predecir matemáticamente la trayectoria de esta evolución nos ayudará en el futuro a identificar combinaciones de fármacos que bloquean esta evolución, o al menos a retrasar de manera sustancial la evolución de la resistencia a los fármacos».
Palabras clave
Tolerome, antibióticos, bacteriano, sangre, infecciones, matemática, fármacos