Congreso ALAPE 2012 – Resistencia a los antibióticos y a los prebióticos
En noviembre de 2012 se desarrolló en Cartagena de Indias (Colombia) el Congreso de la Asociación Latinoamericana de Pediatría. En ALAPE 2012 se expuso sobre el panorama actual de la resistencia a los antibióticos y los prebióticos en el área pediátrica.
Hay dos tipos de resistencia a los antibióticos: la intrínseca, o natural, y la adquirida.
La resistencia intrínseca, o natural, está presente en todas las cepas de género/especie de la bacteria, no es transferible entre las bacterias y define el espectro de la actividad de un antibiótico.
La vancomicina, por ejemplo, es ineficaz contra la bacteria E. coli porque no es capaz de penetrar en la misma.
Por el contrario, la resistencia adquirida se genera a partir de dos mecanismos distintos: i) la adquisición de un gen exógeno resistente por transferencia horizontal (de bacteria a bacteria); ii) la mutación cromosómica. (1)
En relación con la multirresistencia antibiótica y los probióticos una de las ventajas es la posibilidad de coadministrar probióticos multirresistentes y antibióticos para prevenir diarreas o síntomas del tracto gastrointestinal asociados al tratamiento con antibióticos.
Entre las desventajas de administrar prebióticos multirresistentes existe el riesgo de transferir la resistencia a los patógenos bacterianos humanos. Esa transferencia a través de la flora comensal puede ser directa o indirecta.
Otra desventaja es la posibilidad de que el probiótico adquiera la resistencia de las bacterias comensales del tracto digestivo humano. Además, en caso de que se utilicen probióticos multirresistentes —sobre todo en individuos inmunodeprimidos— puede no haber antibióticos para el tratamiento de infecciones debido a la multirresistencia.
Los mecanismos de resistencia natural o adquirida a los antibióticos incluyen: i) modificación de los canales proteicos de la membrana de la bacteria, lo que hace que el antibiótico no tenga más afinidad con la bacteria; ii) desintoxicación del antibiótico por una enzima, tal como la penicilinasa; iii) impermeabilidad de la bacteria al antibiótico.
Hay dos tipos de impermeabilidad: en el primero el antibiótico no es capaz de penetrar en la bacteria; y en el segundo el antibiótico penetra en la bacteria pero enseguida es reexportado por bombas de eflujo ubicadas en la membrana interna de la bacteria. (1)
En cuanto a la resistencia genética, se sabe que el cromosoma codifica toda la información genética necesaria para la vida de la bacteria. Además del cromosoma, en algunas circunstancias las estructuras genéticas accesorias pueden proveer informaciones genéticas a la bacteria (sobre la resistencia a los antibióticos, por ejemplo).
Hay dos tipos de estructuras genéticas accesorias: i) el plásmido, que lleva los genes de resistencia a los antibióticos; ii) el transposón, un segmento lineal del ADN capaz de cambiar de posición dentro del genoma.
Es importante destacar que el cromosoma no se transfiere de bacteria a bacteria, mientras que el plásmido y el transposón pueden transferirse de una bacteria a otra. (1)
Entre las bacterias hay tres niveles de propagación de la resistencia a los antibióticos.
El primero es el de la epidemia bacteriana: cuando crece la bacteria resistente duplica su cromosoma y empieza a dividirse, originando así dos bacterias resistentes. Por lo tanto, este mecanismo es exponencial.
El segundo nivel de propagación se deriva de la transferencia horizontal del plásmido que lleva el gen de la resistencia de bacteria a bacteria. Este fenómeno recibe el nombre de transferencia plasmídica por conjugación.
El donador conserva el plásmido, mientras que el receptor recibe una copia del plásmido que contiene el gen de resistencia.
Este mecanismo es exponencial porque se inicia con una bacteria resistente y, al final, hay dos células resistentes.
El tercer nivel es el de la propagación de genes que se produce por movimiento del transposón. Cuando este último se desplaza del cromosoma al plásmido hay una fusión con la molécula de ADN y, por lo tanto, la molécula receptora resulta del cromosoma fusionado con el plásmido.
En el borde del cromosoma y del plásmido se produce una duplicación selectiva del transposón. Como las dos secuencias del transposón son idénticas hay una regeneración de la molécula de ADN, y la molécula receptora recibe la secuencia del transposón.
Este fenómeno también es exponencial, porque se inicia con una secuencia resistente y, al final, hay dos copias resistentes.
Un mecanismo aún más eficiente es la movilidad intracelular e intercelular del transposón conjugado.
En la cepa donante el transposón sale del cromo- soma, pasa por un proceso de circularización que lo deja como el plásmido, y entonces se produce una conjugación con la cepa receptora, donde se integra al cromosoma. Así, el gen resistente es transferido a la célula receptora por conjugación.
Incluso en ausencia de antibióticos los genes se pueden transferir de bacteria a bacteria en el intestino.
En conclusión, hay tres niveles de propagación de la resistencia bacteriana a los antibióticos, lo que proporciona una combinación genética a esta resistencia, con la posibilidad de que se sobrepongan los factores.
Existe la aparición de bacterias entre los mamíferos, la presencia de plásmidos de bacterias a bacterias y la aparición de transposones de cromosomas a plásmidos.
El riesgo de propagación de genes de resistencia es alto si el gen está contenido en un elemento genético móvil, como el plásmido conjugado o el transposón.
El riesgo de propagación es bajo cuando: i) el gen responsable de la resistencia intrínseca está ubicado en el cromosoma (presente en todas las cepas de género/especie); ii) no hay transferencia in vitro/in vivo de genes; iii) no hay genes adquiridos conocidos; iv) hay colocalización con genes cromosómicos; v) hay secuencias de acompañamiento con genes específicos de género/especie sin elementos genéticos móviles.
A partir de esta información se propone un algoritmo para la toma de decisiones sobre si se debe, o no, lanzar un probiótico al mercado.
La primera etapa es verificar el fenotipo de resistencia de la cepa. Para determinar la presencia de resistencia se rastrean todos los antibióticos conocidos.
Si la cepa es sensible el probiótico se puede lanzar al mercado. Si la cepa es resistente se verifica la transmisibilidad de la resistencia in vitro y en modelos animales.
El probiótico no se debe lanzar si existe transmisibilidad.
Si no existe transmisibilidad se buscan otros genes remanentes, o genes adquiridos. Si existen genes adquiridos el probiótico no se debe lanzar.
Si no existen genes adquiridos se verifica si se presenta resistencia intrínseca o mutación. Si no existen evidencias convincentes de que se trata de resistencia intrínseca, o mutación el probiótico, no se debe lanzar.
Por otra parte, si las evidencias fuesen convincentes el probiótico se podrá lanzar.
Todos estos experimentos se realizaron con las cuatro cepas del Bacillus clausii, y se verificó que estas podían administrarse con antibióticos.
Las cuatro cepas de Bacillus clausii fueron resistentes a penicilinas, cefalosporinas, macrólidos y cloranfenicol.
Una cepa (denominada SIN) fue resistente a los aminoglucósidos (kanamicina, tobramicina y amikacina). La cepa denominada T fue resistente a la tetraciclina; y una cepa (denominada NR) fue resistente a la rifampicina.
Todas las cepas fueron sensibles a carbapenémicos, cotrimoxazol, fluoroquinolonas, gentamicina, glucopéptidos, oxazolidinonas y estreptograminas. (2)(3)(4)(5)
Para analizar los riesgos de diseminación de la resistencia se efectuaron algunas medidas. La identificación de los genes de resistencia se llevó a cabo con la clonación y la comparación de la secuencia deducida. También se realizaron estudios bioquímicos para caracterizar los mecanismos bioquímicos de resistencia a los antibióticos; y se estudió el soporte genético para verificar la existencia de genes resistentes.
Se intentó determinar la existencia de colocalización con genes cromosómicos y analizar las secuencias acompañantes de ADN.
A continuación se llevaron a cabo los estudios en un intento de transferir la resistencia in vitro y en modelos animales a Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium y Bacillus subtilis.
Los resultados mostraron que en el Bacillus clausii la resistencia antibiótica a penicilinas, cefalosporinas y aminoglucósidos se produjo por un mecanismo de inactivación.
Por otro lado, la resistencia a los macrólidos se produjo por un mecanismo de modificación del blanco, que estaba ubicado en los ribosomas.
Ninguno de los genes de resistencia a estos cuatro antibióticos era conocido, es decir, que todos los genes encontrados eran nuevos y se encontraban en el cromosoma.
Curiosamente, el mismo experimento se realizó en la cepa de referencia del Bacillus clausii, lo que determinó la existencia de genes de resistencia.
Por lo tanto, todos estos genes confirieron resistencia intrínseca al Bacillus clausii. Todas las cepas del Bacillus clausii fueron resistentes a estos antibióticos.
Todavía no se conocen el gen ni el mecanismo de resistencia del Bacillus clausii a la tetraciclina.
La resistencia al cloranfenicol se produjo por in- activación; no se conoce el gen y, una vez más, estaba ubicado en el cromosoma.
La resistencia a la rifampicina se produjo por mutación de la enzima responsable de la transcripción y se debió a mutaciones en el cromosoma.
Las tres últimas resistencias no estaban presentes en la cepa de referencia del Bacillus clausii. Por lo tanto, se trataba de una resistencia adquirida. Curiosamente, los genes resistentes no fueron transferibles in vitro y no se encontraron en un plásmido. (2)(3)(4)(5)
Referencias
1- Tenover FC. Mechanisms of Antimicrobial Resistance in Bacteria. Am J Med. 2006;119(6A):S3-S10.
