Genes ‘silenciados’, bacterias sensibles a los efectos de antibióticos

Científicos del grupo de investigación ‘Adherencia Bacteriana a Nuevos Biomateriales’ de la Universidad de Sevilla

Científicos del grupo de investigación ‘Adherencia Bacteriana a Nuevos Biomateriales’ de la Universidad de Sevilla, junto con el Hospital Universitario Virgen Macarena y el Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBIS), han conseguido que bacterias intestinales resistentes a la acción de los antibióticos vuelvan a ser vulnerables a éstos. Para ello, eliminaron los genes regeneradores de ADN de la bacteria Escherichia coli (E. coli). De esta forma, los expertos han conseguido convertir de nuevo a estos microbios en diana de tratamientos clínicos.

En concreto, este equipo de investigadores ha realizado pruebas in vitro e in vivo con ratones a los que inocularon diferentes cepas de bacteria Escherichia coli (E.coli), unas resistentes a la acción de quinolonas (un tipo de antibióticos) y otras sensibles a sus efectos. De esta forma, han comprobado que la reversión a la resistencia, es decir, su condición de vulnerabilidad hacia los antibióticos reaparece modificando su información genética.

Estas conclusiones, recogidas en el artículo titulado ‘Quinolone Resistance Reversion by Targeting the SOS Response’, y publicado en la revista Mbio, indican además que enfermedades infecciosas de tipo respiratorio o gastrointestinal provocadas por esta bacteria y que hasta la fecha no tenían tratamiento clínico, podrían encontrarlo.    

Para analizar la evolución de la resistencia de la bacteria E. coli, los investigadores centraron sus estudios en la respuesta SOS, un sistema de reparación de ADN que defiende a las bacterias de la acción de los antibióticos. “El rápido aumento de la resistencia a los antibióticos hace necesarias nuevas estrategias para bloquearla y extender la vida de los medicamentos”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Sevilla, José Manuel Rodríguez Martínez, responsable de este trabajo.

En este sentido, los expertos han mostrado cómo la eliminación del sistema SOS en estas bacterias gastrointestinales las sensibiliza ante los antibióticos. “Este patógeno forma parte de la flora intestinal del ser humano y provoca numerosos tipos de infección con frecuencia. Además, existen cepas infecciosas y otras que no lo son. De ahí nuestro interés en estudiarla a fondo”, especifica el científico.

Infecciones hasta ahora resistentes a los antibióticos pueden volver a curarse si se suprimen los genes responsables de reparar el ADN

Para ello, han modificado la información genética de esta bacteria progresivamente y han generado diferentes cepas de E. coli, algunas de ellas con una actividad SOS natural y otras con una respuesta suprimida. “El uso abusivo de antibióticos durante mucho tiempo conlleva a que muchas infecciones no se puedan tratar y por eso se hace tan necesario encontrar nuevos fármacos que supriman el sistema SOS y con el que conseguiríamos tratar las infecciones por bacterias multirresistentes”, apunta Rodríguez.

Pruebas in vitro e in vivo

Para demostrar los resultados de esta investigación, los expertos realizaron técnicas in vitro. En primer lugar, cultivaron cepas en tubos de ensayo para controlar su crecimiento y posteriormente la modificaron genéticamente. “Suprimimos los genes implicados en la reparación del ADN y evaluamos el impacto de sensibilización ante las quinolonas. Asimismo, contemplamos que cuando se suprime la información genética, la bacteria no crece”, concreta el científico.

Después de probar con células aisladas, los investigadores analizaron los efectos en ratones. En concreto, inocularon bacterias manipuladas genéticamente que carecían de sistema SOS y otras que lo incorporaban, observando resultados dispares. “En los casos en los que no había respuesta SOS, vimos que los ratones se recuperan fácilmente y se curan antes. En cambio, los ratones infectados por bacterias con un sistema SOS activo mueren porque este mecanismo provoca que soporten los antibióticos y sus efectos. De esta forma, la acción de los medicamentos es nula”, detalla Rodríguez.

Este estudio, financiado por el Plan Nacional del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, abre nuevas vías de estudio sobre técnicas que frenen o eliminen la resistencia bacteriológica. “Nuestro trabajo sienta las bases para seguir investigando hacia una diana terapéutica con la que las bacterias resistentes hoy día en clínica vuelvan a ser vulnerables”, señala Rodríguez.

Referencias:

Recacha E.; Machuca,  J.; Díaz de Alba, P.; Ramos-Güelfo M.; Docobo-Pérez,  F.; Rodríguez-Beltrán, J.; Blázquez, J.; Pascual, A.; Rodríguez-Martínez, J.M.: ‘Quinolone Resistance Reversion by Targeting the SOS Response’. MBio. Octubre de 2017.

Imágenes:

Científicos del grupo de investigación ‘Adherencia Bacteriana a Nuevos Biomateriales’ de la Universidad de Sevilla.

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Antibiograma quinolona

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Infecciones hasta ahora resistentes a los antibióticos pueden volver a curarse si se suprimen los genes responsables de reparar el ADN

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