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Resistencia a antibióticos

La resistencia antibiótica es la capacidad de un microorganismo para resistir los efectos de un antibiótico. La resistencia se produce naturalmente por selección natural a través de mutaciones producidas al azar. El antibiótico, al entrar en contacto con una población bacteriana, permite solo la proliferación de aquellas bacterias que presentan aquella mutación natural que anula la acción del antibiótico. Una vez que se genera la información genética, las bacterias pueden transmitir los nuevos genes a través de transferencia horizontal (entre individuos) por intercambio de plásmidos; o igualmente producto de una conversión lisogénica. Si una bacteria porta varios genes de resistencia, se le denomina multirresistente o, informalmente, superbacteria.

La resistencia a los antibióticos es un problema de salud pública mundial, y su gravedad crece año tras año.[1][2]​ En 2013 se produjeron al menos setecientas mil muertes atribuibles a organismos antibiótico-resistentes (de las cuales veintitrés mil fueron en EE. UU.), en 2019 1,27 millones y se espera que para 2050 la cifra haya aumentado a diez millones al año, superando al número de muertes por cáncer.[3][4]

Causas

 
Representación esquemática de cómo la resistencia antibiótica se origina a través de selección natural. La sección superior representa una población de bacterias antes de su exposición a un antibiótico. La sección intermedia muestra la población justo después de la exposición, la fase en la que tiene lugar la selección. La sección inferior muestra la distribución de la resistencia en la nueva generación de bacterias. Los colores indican el nivel de resistencia de cada bacteria.

La resistencia antibiótica es una consecuencia de la evolución mediante selección natural. La acción antibiótica es una presión ambiental que sirve para aquellas bacterias que tengan una mutación que les permita sobrevivir se reproducirán. Ellas pasarán este rasgo a su descendencia, que será una generación totalmente resistente.[5]

Varios estudios han demostrado que ciertos patrones de uso de los antibióticos afectan en gran medida al número de organismos resistentes que se desarrollan. El uso excesivo de antibióticos de amplio espectro, tales como las cefalosporinas de segunda y tercera generación, acelera en gran medida el desarrollo de resistencia a la meticilina. Otros factores que contribuyen a la resistencia incluyen los diagnósticos incorrectos, prescripciones innecesarias, uso incorrecto de antibióticos por parte de los pacientes y el uso de los antibióticos como aditivos en la alimentación del ganado para aumentar el engorde.[6]

Investigaciones recientes han demostrado que la proteína bacteriana LexA puede desempeñar un papel fundamental en la adquisición de mutaciones bacterianas.[7]

La resistencia bacterial a antibióticos no es un fenómeno nuevo. La innovación en el arsenal químico disponible para el control de infecciones se viene dando desde 1945 cuando se reportó la primera evidencia de resistencia a la penicilina, el llamado «medicamento que ganó la 2.ª Guerra Mundial». Después de 1945 se han desarrollado varios grupos de antibióticos derivados de las moléculas originales en los cuales se hacen cambios en la estructura química de la molécula original sin hacer cambios en el sitio activo de la misma. Esto ha traído las llamadas generaciones de antibióticos, llegándose a tener cuatro generaciones de penicilinas y cefalosporinas, tres generaciones de antibióticos macrólidos e innumerable cantidad de moléculas antibióticas que se volvieron obsoletas. Estos datos reales son testimonio de cuán capaces son las bacterias de desarrollar resistencia a los antibióticos impulsadas por la presión evolutiva que el arsenal químico de la humanidad ha impuesto sobre ellas.

Para efecto práctico, un antibiótico empieza a perder vigencia en el mismo momento en que es usado de forma masiva, ya que esto impone una nueva presión evolutiva a organismos con un tiempo de vida generacional muy corto (alrededor de 20 minutos) con frecuencias de mutación genética que ronda uno en diez millones. En cuestión de años estas mutaciones genéticas pueden codificar para la síntesis de proteínas que eventualmente ayudan a la bacteria a contrarrestar el efecto de un antibiótico sobre ella (como la enzima NDM-1, capaz de degradar antibióticos).[8]

El tiempo en que tal resistencia se pone de manifiesto es muy variable, habiendo casos de un año, como en el caso de la Penicilina V, y treinta años como en el caso de la Vancomicina. Esta variabilidad refleja cuán complejo puede ser el mecanismo de desarrollo de resistencia a antibióticos por parte de las bacterias.[9]

Cronología de la resistencia a antibióticos[10]
Antibiótico Descubrimiento Introducción Resistencia
Sulfonamidas 1932 1936 1942
Betalactámicos 1928 1938 1945
Aminoglucósidos 1943 1946 1946
Cloranfenicoles 1946 1948 1950
Macrólidos 1948 1951 1955
Tetraciclinas 1944 1952 1950
Rifamicinas 1957 1958 1962
Glucopéptidos 1953 1958 1960
Quinolonas 1961 1968 1968
Estreptograminas 1963 1998 1964
Oxazolidinonas 1955 2000 2001
Lipopétidos 1986 2003 1987
Fidaxomicina 1948 2011 1977
Diarilquinolina 1997 2002 2006

Patógenos resistentes

Staphylococcus aureus es uno de los principales patógenos resistentes a los antibióticos. Se encuentra en las mucosas y en la piel de aproximadamente la mitad de la población y es extremadamente adaptable a la presión antibiótica. Fue la primera bacteria en la que se descubrió la resistencia a la penicilina en 1947, solo cuatro años después de que comenzase su producción en masa. La meticilina era entonces el antibiótico alternativo, pero desde entonces ha sido reemplazado por la oxacilina debido a su importante toxicidad renal. El primer MRSA (Staphylococcus aureus resistente a la meticilina) fue inicialmente detectado en Inglaterra en 1961 y es ahora bastante común en los hospitales. MRSA fue responsable del 37 % de los casos locales de sepsis en Inglaterra en 1999, y hasta un 4 % en 1991. La mitad de todas las infecciones de S. aureus en EE. UU. son resistentes a penicilina, meticilina, tetraciclina y eritromicina.

Esto deja a la vancomicina como el único medicamento efectivo disponible actualmente. Sin embargo, a finales de la década de 1990 aparecieron las primeras cepas con niveles intermedios de resistencia (4-8 ug/ml), a los que se denomina GISA (Staphylococcus aureus intermedio al glicopéptido) o VISA (Staphylococcus aureus intermedio a la vancomicina). El primer caso identificado se produjo en Japón en 1996, y desde entonces la cepa se ha encontrado en hospitales en Inglaterra, Francia y EE. UU. La primera cepa documentada con resistencia total a la vancomicina (>16 ug/ml), denominada VRSA (Staphylococcus aureus resistente a la vancomicina) hizo su aparición en EE. UU. en 2002.

Una nueva clase de antibióticos, las oxazolidinonas, ha comenzado a estar disponible en la década de 1990, siendo la linezolida la primera oxazolidinona disponible comercialmente, comparable en eficiencia a la vancomicina contra MRSA. Sin embargo, se ha informado de Staphylococcus aureus resistente a la linezolida en 2003.

Actualmente, CA-MRSA (MRSA adquirida en comunidades) se ha convertido en una enfermedad epidémica de rápida evolución y desenlace fatal, que incluye neumonía necrotizante, sepsis grave y fascitis necrotizante.[11]​ MRSA es el patógeno resistente a los antibióticos más frecuentemente identificado en los hospitales de EE. UU. La epidemiología de las infecciones causadas por MRSA en los últimos 10 años ha cambiado rápidamente a CA-MRSA. Las dos cepas de MRSA implicadas en los brotes en comunidades, USA400 (cepa MW2, línea ST1) y USA300, a menudo presentan genes Panton-Valentine leucocidina (PVL) y frecuentemente están asociados a infecciones de la piel y de los tejidos blandos. Se han producido brotes de infecciones CA-MRSA en correccionales, equipos de deportistas, personal del ejército, guarderías y en homosexuales activos. Las infecciones por CA-MRSA son actualmente endémicas en muchas regiones urbanas siendo responsables de la mayoría de las infecciones CA-S. aureus.[12]

Enterococcus faecium es otra bacteria resistente a los antibióticos presente en los hospitales. Cepas resistentes a la penicilina fueron identificadas en 1983, resistentes a la vancomicina (VRE) en 1987 y resistentes a la linezolida (LRE) a finales de la década de 1990.

Streptococcus pyogenes (Streptococcus del Grupo A: GAS) causa infecciones que pueden tratarse usualmente con una gran variedad de antibióticos. Pero incluso la mejor atención médica no impide la enfermedad invasiva y la muerte en todos los casos. Para aquellos enfermos muy graves, puede ser necesario el apoyo de una unidad de cuidados intensivos. Para personas con fascitis necrotizante se precisa a menudo cirugía para eliminar los tejidos dañados.[13]​ Se han descubierto cepas de S. pyogenes resistentes a los antibióticos macrólidos; sin embargo, todas las cepas continúan siendo uniformemente sensibles a la penicilina.[14]

La resistencia de Streptococcus pneumoniae a la penicilina y a otros beta-lactamos se está incrementando en todo el mundo. El principal mecanismo de resistencia envuelve la introducción de mutaciones en los genes que codifican las proteínas de enlace de la penicilina. La presión selectiva juega un papel importante y el uso de antibióticos beta-lactamos se cita como un factor de riesgo para la infección y colonización. Streptococcus pneumoniae es responsable de neumonía, bacteriemia, otitis media, meningitis, sinusitis, peritonitis y artritis.[14]

Proteus puede producir infecciones del tracto urinario e infecciones adquiridas en hospitales. Proteus es única, sin embargo, porque es altamente móvil y no forma colonias regulares. En su lugar, Proteus forma lo que se conoce como "colonias enjambres" cuando se colocan en medios no inhibidores. El miembro más importante de este género es Proteus mirabilis, causante de infecciones urinarias y de las heridas. Afortunadamente, la mayoría de las cepas de Proteus mirabilis son sensibles a la ampicilina y a las cefalosporinas. Al contrario, su pariente Proteus vulgaris, no es sensible a esos antibióticos. Sin embargo, este organismo es aislado menos frecuentemente en el laboratorio y usualmente solo ataca a pacientes inmunodeprimidos. Proteus vulgaris se encuentra naturalmente en el intestino de las personas y en una gran variedad de animales; estiércol, suelos y aguas contaminadas. Más del 80 % de las infecciones del tracto urinario (UTI) son causadas por la bacteria Escherichia coli pero las infecciones urinarias causadas por Proteus mirabilis están también bien documentadas. Proteus mirabilis una vez establecido en el tracto urinario, infecta el riñón más frecuentemente que E. coli. Proteus mirabilis es una bacteria Gram-negativa móvil perteneciente a la familia Enterobacteriaceae, pero también parasita el tracto urinario superior de los seres humanos.

La neumonía causada por Streptococcus pneumoniae resistente a la penicilina (comúnmente conocido como pneumococcus) fue detectada inicialmente en 1967, al igual que la gonorrea resistente a la penicilina. También S. aureus ha presentado resistencia a las alternativas a la penicilina. En 1993, Escherichia coli era resistente a cinco variantes de las fluoroquinolonas. Mycobacterium tuberculosis es comúnmente resistente a la isoniazida y rifampicina y algunas veces universalmente resistente a todos los tratamientos comunes. Otros patógenos que presentan alguna resistencia incluyen a Salmonella, Campylobacter y Streptococcus.

Pseudomonas aeruginosa es un relevante patógeno oportunista causante de infecciones crónicas. Una de las características más preocupantes de P. aeruginosa es que presenta una baja susceptibilidad antibiótica. Esta baja susceptibilidad es debida a la acción concertada de un bombeo multidroga al exterior, genes en los cromosomas que codifican la resistencia antibiótica y la baja permeabilidad de la envoltura celular bacteriana. Además de esta resistencia intrínseca, P. aeruginosa desarrolla fácilmente una resistencia adquirida por mutaciones en los genes cromosómicos o por transferencia horizontal de genes. El agrupamiento de varios genes de resistencia a los antibióticos en integrones favorece la adquisición concertada de los factores determinantes a la resistencia antibiótica. Algunos estudios recientes muestran que los fenotipos de resistencia asociados a la formación de biopelículas o a la aparición de pequeñas variantes en las colonias puede ser importante para la respuesta de las poblaciones de P. aeruginosa al tratamiento antibiótico.[15]

Resistencia a los antibióticos en el mundo

Un estudio publicado por la revista The Lancet en enero de 2022,[16]​ analizando datos de 204 países, ha establecido que las diez bacterias que más muertes causan debido la resistencia a antibióticos (ordenadas por frecuencia) son:

  • Escherichia coli
  • Stahylococcus aureus
  • Kleibsella pneumoniae
  • Streptocoocus pneumoniae
  • Acinetobacter baumanii
  • Pseudomona aeruginosa
  • Mycobacterium tuberculosis
  • Enterococcus faecium
  • Enterobacter spp
  • Grupo B de Streptocoocus

Papel de los animales

Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA) es reconocido como un comensal y patógeno de los seres humanos. MRSA también se ha encontrado en gatos, perros y caballos, donde puede causar las mismas enfermedades que en los humanos. Sus amos pueden transferir la bacteria a sus mascotas y viceversa. Se cree que el MRSA de los animales se deriva del de los humanos.[17]

Actualmente se estima que más del 70 % en volumen de los antibióticos producidos en EE. UU. se usa en alimentación animal (pollos, cerdos y vacas) en ausencia de enfermedad. El uso de algunos antibióticos en la alimentación animal se ha asociado con la emergencia de cepas de bacterias resistentes a los antibióticos, incluyendo Salmonella, Campylobacter, Escherichia coli y Enterococcus, entre otros. Existen pruebas sólidas en EE. UU. y en la Unión Europea de que esas bacterias resistentes causan infecciones resistentes a los antibióticos en los seres humanos. La Asociación Estadounidense de Microbiología (ASM), la Asociación Estadounidense de Salud Pública (APHA) y la Asociación Médica Estadounidense (AMA) han solicitado restricciones en el uso de los antibióticos en la alimentación animal, incluyendo la supresión de todos los usos no terapéuticos. Las industrias de alimentación animal y farmacéuticas han presionado duramente para evitar estas regulaciones. Por ejemplo, en 2000 la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA) anunció su intención de revocar la autorización del uso de la fluoroquinolona en la producción avícola puesto que se había comprobado que causó la aparición de infecciones de Campylobacter resistentes a la fluoroquinolona en seres humanos. La decisión final de la prohibición del uso de las fluoroquinolonas en la producción avícola no se produjo hasta cinco años más tarde por los trucos legales de las industrias de alimentación animal y farmacéuticas.[18]​ Actualmente, en EE. UU. hay dos leyes federales (S.742 y H.R. 2562) encaminadas a la eliminación de los usos no terapéuticos de los antibióticos en la alimentación animal. Estas leyes están respaldadas por la mayoría de las organizaciones médicas y de salud pública, incluyendo la Asociación Estadounidense de Enfermeras (ANA), la Academia Estadounidense de Pediatría (AAP) y la Asociación Estadounidense de Salud Pública (APHA).

Alternativas

Prevención

Lavarse las manos adecuadamente reduce la posibilidad de infección o de propagar infecciones. Lavar a fondo o evitar manipular a la vez los alimentos crudos como frutas, verduras, huevos crudos y carne poco cocinada con alimentos cocinados también puede reducir la posibilidad de una infección. Actividades de alto riesgo incluyen: sexo sin protección,[19][20][21]​ uso de equipamiento en gimnasios o lugares públicos, ser un paciente en un hospital o en una residencia de ancianos, ser un recluso, ir a la peluquería, compartir productos personales (cosméticos, lociones, ropa de cama, pasta de dientes, auriculares, tijeras de uñas, champú).

Evitar el uso de antibióticos, en algunas situaciones, también puede reducir la posibilidad de infección por bacterias resistentes a los antibióticos. Un estudio determinó que el uso de fluoroquinolonas estaba claramente asociado con la infección por Clostridium difficile, que es una de las principales causas de diarrea nosocomial en EE. UU.[22]​ y una importante causa de muerte en todo el mundo.[23]

Las vacunas no sufren el problema de la resistencia porque estas aumentan las defensas naturales del cuerpo, mientras que los antibióticos operan de forma separada a las defensas normales del cuerpo. Esto no excluye que las nuevas cepas puedan escapar a la inmunidad inducida por las vacunas.

Aunque teóricamente prometedoras, las vacunas anti-Staphylococcus han demostrado escasa eficacia debido a la variación inmunológica entre las distintas especies de Staphylococcus y a la duración limitada de la efectividad de los anticuerpos producidos. Actualmente está en curso el desarrollo y prueba de vacunas más efectivas.

Terapia fágica

La terapia fágica, una aproximación que ha sido extensivamente investigada y utilizada como agente terapéutico durante sesenta años, especialmente en la Unión Soviética, es una alternativa que debería ayudar al problema de la resistencia. La terapia fágica fue extensamente utilizada en EE. UU. hasta el descubrimiento de los antibióticos a comienzo de la década de 1940. Los bacteriófagos o "fagos" son virus que invaden las células bacterianas y, en el caso de los fagos líticos, interrumpen el metabolismo bacteriano y producen la lisis de la bacteria. La terapia fágica es el uso terapéutico de los bacteriófagos líticos para tratar las infecciones causadas por bacterias patógenas.[24][25][26]

La terapia fágica es una importante alternativa en la era actual de bacterias multirresistentes a los antibióticos.[27][28]​ Los fagos han sido usados tópicamente, oralmente o sistémicamente en Polonia y en la Unión Soviética con una tasa de éxito del 80-95 % con pocos efectos colaterales gastrointestinales o alérgicos. Estudios ingleses también han demostrado la eficacia de los fagos contra Escherichia coli, Acinetobacter, Pseudomonas y Staphylococcus aureus. Los estudios realizados en EE. UU. se centran en la mejora de la biodisponibidad del fago.

Desarrollo de nuevos antibióticos

Hasta recientemente, los esfuerzos de investigación y desarrollo (I+D) han proporcionado a tiempo nuevos medicamentos para tratar a las bacterias que se han hecho resistentes a los antibióticos antiguos. Esto actualmente ya no es así. La potencial crisis es el resultado de la disminución de los presupuestos de I+D en la industria, la inactividad del gobierno y el incremento de la prevalencia de las bacterias resistentes. Los médicos que tratan las enfermedades infecciosas están preocupados por la perspectiva de no disponer de antibióticos eficaces para tratar a pacientes gravemente enfermos en un futuro próximo.[29]

El problema de la resistencia demanda que se haga un renovado esfuerzo para buscar agentes antibacterianos efectivos contra las bacterias patógenas resistentes a los antibióticos actuales. Una de las posibles estrategias hacia este objetivo es una búsqueda racional de fitoquímicos bioactivos. Las plantas tienen una habilidad casi sin límites de sintetizar sustancias aromáticas, la mayoría de las cuales son fenoles, o sus derivados por sustitución del oxígeno tales como taninos. La mayoría son metabolitos secundarios, de los cuales se han aislado al menos 12 000, un número que se estima que es menor al 10 % del total. En muchos casos, estas sustancias le sirven a la planta como mecanismos de defensa contra la predación por parte de microorganismos, insectos y herbívoros, o como señales para indicar alguna enfermedad en la planta.[30]​ Muchas de las hierbas y especias usadas por los humanos para sazonar la comida contienen componentes medicinales, incluyendo algunos que tienen actividad antibacteriana.[31][32][33]

Los curanderos tradicionales han utilizado desde hace mucho tiempo plantas para prevenir o curar enfermedades infecciosas. Muchas de esas plantas han sido investigadas científicamente en busca de actividad antimicrobiana y se ha probado que un gran número de compuestos vegetales inhiben el crecimiento de las bacterias patógenas. Un cierto número de esos agentes presentan estructuras y modos de acción distintos a los de los antibióticos en uso, sugiriendo que la resistencia cruzada con estos puede ser mínima. Por ejemplo, la combinación de 5'-metoxihidnocarpina y berberina en hierbas como Hydrastis canadensis y Berberis vulgaris puede bloquear el bombeo activo de MDR que causa la resistencia multimedicamento. Esto ha sido probado para Staphylococcus aureus.[34]

Aplicaciones en selección genética

La resistencia antibiótica es una herramienta importante en ingeniería genética. Elaborando un plásmido que contenga un gen de resistencia antibiótica además del gen de interés, permite que al tratar los cultivos bacterianos con el antibiótico correspondiente, solo prosperen las copias de las bacterias que llevan los genes insertados.

Los antibióticos más comúnmente utilizados en ingeniería genética son generalmente los antibióticos más antiguos que han fallado hace tiempo en la práctica clínica. Estos incluyen:

El uso industrial de la resistencia antibiótica es desaconsejable puesto que el mantenimiento de los cultivos bacterianos requeriría el uso de grandes cantidades de antibióticos. En vez de ello, se prefiere el uso de cepas de bacterias auxotróficas (y una función de reemplazamiento de plásmidos).

Papel adaptativo

Recientemente en la cueva Lechugilla en Nuevo México se han encontrado bacterias que han presentado resistencia a diversos antibióticos a pesar de haber estado aisladas durante más de cuatro millones de años del exterior. Algunas de dichas cepas resistían hasta catorce antibióticos disponibles actualmente en el mercado.[35]

Dicho descubrimiento conmocionó a muchos científicos debido a que se cree que la resistencia a medicamentos sintetizados recientemente toma años, además de que la resistencia se desarrollaría solo por el contacto con el fármaco. Debido a esto, el descubrimiento dio pie a pensar que la resistencia a antibióticos no es simplemente el producto de la medicina moderna, sino un proceso biológico de la naturaleza muy antiguo.[35]

Después de este descubrimiento se llevó a cabo un estudio donde se buscaron genes similares a los que producían resistencia en las bacterias de Lechugilla con base en las secuencias de ADN disponibles en línea de todo el mundo concluyendo que dichos genes se encontraron en todos los ambientes del planeta.[35]

La explicación de dicho fenómeno es que los genes no solamente tienen una sola función sino muchas funciones adaptativas como la de defenderse de sus competidores. Es así que se sugiere que los nuevos antibióticos no solo deben ser probados contra las bacterias que causan enfermedades sino también contra aquellas que viven en la tierra o en el mar de esta manera los científicos descubrirían los genes de resistencia que algún día podrían generar resistencia a un nuevo fármaco.[35]

Véase también

Referencias

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  2. Kukso, Federico. «Para 2050 la resistencia a los antibióticos será la principal causa de muerte». Scientific American - Español. Consultado el 30 de mayo de 2019. 
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Enlaces externos

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  • Alliance for the Prudent Use of Antibiotics (en inglés)
  •   Datos: Q63391344
  •   Multimedia: Antimicrobial resistance / Q63391344

resistencia, antibióticos, para, otros, usos, este, término, véase, resistencia, resistencia, antibiótica, capacidad, microorganismo, para, resistir, efectos, antibiótico, resistencia, produce, naturalmente, selección, natural, través, mutaciones, producidas, . Para otros usos de este termino vease Resistencia La resistencia antibiotica es la capacidad de un microorganismo para resistir los efectos de un antibiotico La resistencia se produce naturalmente por seleccion natural a traves de mutaciones producidas al azar El antibiotico al entrar en contacto con una poblacion bacteriana permite solo la proliferacion de aquellas bacterias que presentan aquella mutacion natural que anula la accion del antibiotico Una vez que se genera la informacion genetica las bacterias pueden transmitir los nuevos genes a traves de transferencia horizontal entre individuos por intercambio de plasmidos o igualmente producto de una conversion lisogenica Si una bacteria porta varios genes de resistencia se le denomina multirresistente o informalmente superbacteria La resistencia a los antibioticos es un problema de salud publica mundial y su gravedad crece ano tras ano 1 2 En 2013 se produjeron al menos setecientas mil muertes atribuibles a organismos antibiotico resistentes de las cuales veintitres mil fueron en EE UU en 2019 1 27 millones y se espera que para 2050 la cifra haya aumentado a diez millones al ano superando al numero de muertes por cancer 3 4 Indice 1 Causas 2 Patogenos resistentes 2 1 Resistencia a los antibioticos en el mundo 3 Papel de los animales 4 Alternativas 4 1 Prevencion 4 2 Terapia fagica 5 Desarrollo de nuevos antibioticos 6 Aplicaciones en seleccion genetica 7 Papel adaptativo 8 Vease tambien 9 Referencias 10 Enlaces externosCausas Editar Representacion esquematica de como la resistencia antibiotica se origina a traves de seleccion natural La seccion superior representa una poblacion de bacterias antes de su exposicion a un antibiotico La seccion intermedia muestra la poblacion justo despues de la exposicion la fase en la que tiene lugar la seleccion La seccion inferior muestra la distribucion de la resistencia en la nueva generacion de bacterias Los colores indican el nivel de resistencia de cada bacteria La resistencia antibiotica es una consecuencia de la evolucion mediante seleccion natural La accion antibiotica es una presion ambiental que sirve para aquellas bacterias que tengan una mutacion que les permita sobrevivir se reproduciran Ellas pasaran este rasgo a su descendencia que sera una generacion totalmente resistente 5 Varios estudios han demostrado que ciertos patrones de uso de los antibioticos afectan en gran medida al numero de organismos resistentes que se desarrollan El uso excesivo de antibioticos de amplio espectro tales como las cefalosporinas de segunda y tercera generacion acelera en gran medida el desarrollo de resistencia a la meticilina Otros factores que contribuyen a la resistencia incluyen los diagnosticos incorrectos prescripciones innecesarias uso incorrecto de antibioticos por parte de los pacientes y el uso de los antibioticos como aditivos en la alimentacion del ganado para aumentar el engorde 6 Investigaciones recientes han demostrado que la proteina bacteriana LexA puede desempenar un papel fundamental en la adquisicion de mutaciones bacterianas 7 La resistencia bacterial a antibioticos no es un fenomeno nuevo La innovacion en el arsenal quimico disponible para el control de infecciones se viene dando desde 1945 cuando se reporto la primera evidencia de resistencia a la penicilina el llamado medicamento que gano la 2 ª Guerra Mundial Despues de 1945 se han desarrollado varios grupos de antibioticos derivados de las moleculas originales en los cuales se hacen cambios en la estructura quimica de la molecula original sin hacer cambios en el sitio activo de la misma Esto ha traido las llamadas generaciones de antibioticos llegandose a tener cuatro generaciones de penicilinas y cefalosporinas tres generaciones de antibioticos macrolidos e innumerable cantidad de moleculas antibioticas que se volvieron obsoletas Estos datos reales son testimonio de cuan capaces son las bacterias de desarrollar resistencia a los antibioticos impulsadas por la presion evolutiva que el arsenal quimico de la humanidad ha impuesto sobre ellas Para efecto practico un antibiotico empieza a perder vigencia en el mismo momento en que es usado de forma masiva ya que esto impone una nueva presion evolutiva a organismos con un tiempo de vida generacional muy corto alrededor de 20 minutos con frecuencias de mutacion genetica que ronda uno en diez millones En cuestion de anos estas mutaciones geneticas pueden codificar para la sintesis de proteinas que eventualmente ayudan a la bacteria a contrarrestar el efecto de un antibiotico sobre ella como la enzima NDM 1 capaz de degradar antibioticos 8 El tiempo en que tal resistencia se pone de manifiesto es muy variable habiendo casos de un ano como en el caso de la Penicilina V y treinta anos como en el caso de la Vancomicina Esta variabilidad refleja cuan complejo puede ser el mecanismo de desarrollo de resistencia a antibioticos por parte de las bacterias 9 Cronologia de la resistencia a antibioticos 10 Antibiotico Descubrimiento Introduccion ResistenciaSulfonamidas 1932 1936 1942Betalactamicos 1928 1938 1945Aminoglucosidos 1943 1946 1946Cloranfenicoles 1946 1948 1950Macrolidos 1948 1951 1955Tetraciclinas 1944 1952 1950Rifamicinas 1957 1958 1962Glucopeptidos 1953 1958 1960Quinolonas 1961 1968 1968Estreptograminas 1963 1998 1964Oxazolidinonas 1955 2000 2001Lipopetidos 1986 2003 1987Fidaxomicina 1948 2011 1977Diarilquinolina 1997 2002 2006Patogenos resistentes EditarStaphylococcus aureus es uno de los principales patogenos resistentes a los antibioticos Se encuentra en las mucosas y en la piel de aproximadamente la mitad de la poblacion y es extremadamente adaptable a la presion antibiotica Fue la primera bacteria en la que se descubrio la resistencia a la penicilina en 1947 solo cuatro anos despues de que comenzase su produccion en masa La meticilina era entonces el antibiotico alternativo pero desde entonces ha sido reemplazado por la oxacilina debido a su importante toxicidad renal El primer MRSA Staphylococcus aureus resistente a la meticilina fue inicialmente detectado en Inglaterra en 1961 y es ahora bastante comun en los hospitales MRSA fue responsable del 37 de los casos locales de sepsis en Inglaterra en 1999 y hasta un 4 en 1991 La mitad de todas las infecciones de S aureus en EE UU son resistentes a penicilina meticilina tetraciclina y eritromicina Esto deja a la vancomicina como el unico medicamento efectivo disponible actualmente Sin embargo a finales de la decada de 1990 aparecieron las primeras cepas con niveles intermedios de resistencia 4 8 ug ml a los que se denomina GISA Staphylococcus aureus intermedio al glicopeptido o VISA Staphylococcus aureus intermedio a la vancomicina El primer caso identificado se produjo en Japon en 1996 y desde entonces la cepa se ha encontrado en hospitales en Inglaterra Francia y EE UU La primera cepa documentada con resistencia total a la vancomicina gt 16 ug ml denominada VRSA Staphylococcus aureus resistente a la vancomicina hizo su aparicion en EE UU en 2002 Una nueva clase de antibioticos las oxazolidinonas ha comenzado a estar disponible en la decada de 1990 siendo la linezolida la primera oxazolidinona disponible comercialmente comparable en eficiencia a la vancomicina contra MRSA Sin embargo se ha informado de Staphylococcus aureus resistente a la linezolida en 2003 Actualmente CA MRSA MRSA adquirida en comunidades se ha convertido en una enfermedad epidemica de rapida evolucion y desenlace fatal que incluye neumonia necrotizante sepsis grave y fascitis necrotizante 11 MRSA es el patogeno resistente a los antibioticos mas frecuentemente identificado en los hospitales de EE UU La epidemiologia de las infecciones causadas por MRSA en los ultimos 10 anos ha cambiado rapidamente a CA MRSA Las dos cepas de MRSA implicadas en los brotes en comunidades USA400 cepa MW2 linea ST1 y USA300 a menudo presentan genes Panton Valentine leucocidina PVL y frecuentemente estan asociados a infecciones de la piel y de los tejidos blandos Se han producido brotes de infecciones CA MRSA en correccionales equipos de deportistas personal del ejercito guarderias y en homosexuales activos Las infecciones por CA MRSA son actualmente endemicas en muchas regiones urbanas siendo responsables de la mayoria de las infecciones CA S aureus 12 Enterococcus faecium es otra bacteria resistente a los antibioticos presente en los hospitales Cepas resistentes a la penicilina fueron identificadas en 1983 resistentes a la vancomicina VRE en 1987 y resistentes a la linezolida LRE a finales de la decada de 1990 Streptococcus pyogenes Streptococcus del Grupo A GAS causa infecciones que pueden tratarse usualmente con una gran variedad de antibioticos Pero incluso la mejor atencion medica no impide la enfermedad invasiva y la muerte en todos los casos Para aquellos enfermos muy graves puede ser necesario el apoyo de una unidad de cuidados intensivos Para personas con fascitis necrotizante se precisa a menudo cirugia para eliminar los tejidos danados 13 Se han descubierto cepas de S pyogenes resistentes a los antibioticos macrolidos sin embargo todas las cepas continuan siendo uniformemente sensibles a la penicilina 14 La resistencia de Streptococcus pneumoniae a la penicilina y a otros beta lactamos se esta incrementando en todo el mundo El principal mecanismo de resistencia envuelve la introduccion de mutaciones en los genes que codifican las proteinas de enlace de la penicilina La presion selectiva juega un papel importante y el uso de antibioticos beta lactamos se cita como un factor de riesgo para la infeccion y colonizacion Streptococcus pneumoniae es responsable de neumonia bacteriemia otitis media meningitis sinusitis peritonitis y artritis 14 Proteus puede producir infecciones del tracto urinario e infecciones adquiridas en hospitales Proteus es unica sin embargo porque es altamente movil y no forma colonias regulares En su lugar Proteus forma lo que se conoce como colonias enjambres cuando se colocan en medios no inhibidores El miembro mas importante de este genero es Proteus mirabilis causante de infecciones urinarias y de las heridas Afortunadamente la mayoria de las cepas de Proteus mirabilis son sensibles a la ampicilina y a las cefalosporinas Al contrario su pariente Proteus vulgaris no es sensible a esos antibioticos Sin embargo este organismo es aislado menos frecuentemente en el laboratorio y usualmente solo ataca a pacientes inmunodeprimidos Proteus vulgaris se encuentra naturalmente en el intestino de las personas y en una gran variedad de animales estiercol suelos y aguas contaminadas Mas del 80 de las infecciones del tracto urinario UTI son causadas por la bacteria Escherichia coli pero las infecciones urinarias causadas por Proteus mirabilis estan tambien bien documentadas Proteus mirabilis una vez establecido en el tracto urinario infecta el rinon mas frecuentemente que E coli Proteus mirabilis es una bacteria Gram negativa movil perteneciente a la familia Enterobacteriaceae pero tambien parasita el tracto urinario superior de los seres humanos La neumonia causada por Streptococcus pneumoniae resistente a la penicilina comunmente conocido como pneumococcus fue detectada inicialmente en 1967 al igual que la gonorrea resistente a la penicilina Tambien S aureus ha presentado resistencia a las alternativas a la penicilina En 1993 Escherichia coli era resistente a cinco variantes de las fluoroquinolonas Mycobacterium tuberculosis es comunmente resistente a la isoniazida y rifampicina y algunas veces universalmente resistente a todos los tratamientos comunes Otros patogenos que presentan alguna resistencia incluyen a Salmonella Campylobacter y Streptococcus Pseudomonas aeruginosa es un relevante patogeno oportunista causante de infecciones cronicas Una de las caracteristicas mas preocupantes de P aeruginosa es que presenta una baja susceptibilidad antibiotica Esta baja susceptibilidad es debida a la accion concertada de un bombeo multidroga al exterior genes en los cromosomas que codifican la resistencia antibiotica y la baja permeabilidad de la envoltura celular bacteriana Ademas de esta resistencia intrinseca P aeruginosa desarrolla facilmente una resistencia adquirida por mutaciones en los genes cromosomicos o por transferencia horizontal de genes El agrupamiento de varios genes de resistencia a los antibioticos en integrones favorece la adquisicion concertada de los factores determinantes a la resistencia antibiotica Algunos estudios recientes muestran que los fenotipos de resistencia asociados a la formacion de biopeliculas o a la aparicion de pequenas variantes en las colonias puede ser importante para la respuesta de las poblaciones de P aeruginosa al tratamiento antibiotico 15 Resistencia a los antibioticos en el mundo Editar Un estudio publicado por la revista The Lancet en enero de 2022 16 analizando datos de 204 paises ha establecido que las diez bacterias que mas muertes causan debido la resistencia a antibioticos ordenadas por frecuencia son Escherichia coli Stahylococcus aureus Kleibsella pneumoniae Streptocoocus pneumoniae Acinetobacter baumanii Pseudomona aeruginosa Mycobacterium tuberculosis Enterococcus faecium Enterobacter spp Grupo B de StreptocoocusPapel de los animales EditarStaphylococcus aureus resistente a la meticilina MRSA es reconocido como un comensal y patogeno de los seres humanos MRSA tambien se ha encontrado en gatos perros y caballos donde puede causar las mismas enfermedades que en los humanos Sus amos pueden transferir la bacteria a sus mascotas y viceversa Se cree que el MRSA de los animales se deriva del de los humanos 17 Actualmente se estima que mas del 70 en volumen de los antibioticos producidos en EE UU se usa en alimentacion animal pollos cerdos y vacas en ausencia de enfermedad El uso de algunos antibioticos en la alimentacion animal se ha asociado con la emergencia de cepas de bacterias resistentes a los antibioticos incluyendo Salmonella Campylobacter Escherichia coli y Enterococcus entre otros Existen pruebas solidas en EE UU y en la Union Europea de que esas bacterias resistentes causan infecciones resistentes a los antibioticos en los seres humanos La Asociacion Estadounidense de Microbiologia ASM la Asociacion Estadounidense de Salud Publica APHA y la Asociacion Medica Estadounidense AMA han solicitado restricciones en el uso de los antibioticos en la alimentacion animal incluyendo la supresion de todos los usos no terapeuticos Las industrias de alimentacion animal y farmaceuticas han presionado duramente para evitar estas regulaciones Por ejemplo en 2000 la Administracion de Alimentos y Medicamentos de EE UU FDA anuncio su intencion de revocar la autorizacion del uso de la fluoroquinolona en la produccion avicola puesto que se habia comprobado que causo la aparicion de infecciones de Campylobacter resistentes a la fluoroquinolona en seres humanos La decision final de la prohibicion del uso de las fluoroquinolonas en la produccion avicola no se produjo hasta cinco anos mas tarde por los trucos legales de las industrias de alimentacion animal y farmaceuticas 18 Actualmente en EE UU hay dos leyes federales S 742 y H R 2562 encaminadas a la eliminacion de los usos no terapeuticos de los antibioticos en la alimentacion animal Estas leyes estan respaldadas por la mayoria de las organizaciones medicas y de salud publica incluyendo la Asociacion Estadounidense de Enfermeras ANA la Academia Estadounidense de Pediatria AAP y la Asociacion Estadounidense de Salud Publica APHA Alternativas EditarPrevencion Editar Lavarse las manos adecuadamente reduce la posibilidad de infeccion o de propagar infecciones Lavar a fondo o evitar manipular a la vez los alimentos crudos como frutas verduras huevos crudos y carne poco cocinada con alimentos cocinados tambien puede reducir la posibilidad de una infeccion Actividades de alto riesgo incluyen sexo sin proteccion 19 20 21 uso de equipamiento en gimnasios o lugares publicos ser un paciente en un hospital o en una residencia de ancianos ser un recluso ir a la peluqueria compartir productos personales cosmeticos lociones ropa de cama pasta de dientes auriculares tijeras de unas champu Evitar el uso de antibioticos en algunas situaciones tambien puede reducir la posibilidad de infeccion por bacterias resistentes a los antibioticos Un estudio determino que el uso de fluoroquinolonas estaba claramente asociado con la infeccion por Clostridium difficile que es una de las principales causas de diarrea nosocomial en EE UU 22 y una importante causa de muerte en todo el mundo 23 Las vacunas no sufren el problema de la resistencia porque estas aumentan las defensas naturales del cuerpo mientras que los antibioticos operan de forma separada a las defensas normales del cuerpo Esto no excluye que las nuevas cepas puedan escapar a la inmunidad inducida por las vacunas Aunque teoricamente prometedoras las vacunas anti Staphylococcus han demostrado escasa eficacia debido a la variacion inmunologica entre las distintas especies de Staphylococcus y a la duracion limitada de la efectividad de los anticuerpos producidos Actualmente esta en curso el desarrollo y prueba de vacunas mas efectivas Terapia fagica Editar La terapia fagica una aproximacion que ha sido extensivamente investigada y utilizada como agente terapeutico durante sesenta anos especialmente en la Union Sovietica es una alternativa que deberia ayudar al problema de la resistencia La terapia fagica fue extensamente utilizada en EE UU hasta el descubrimiento de los antibioticos a comienzo de la decada de 1940 Los bacteriofagos o fagos son virus que invaden las celulas bacterianas y en el caso de los fagos liticos interrumpen el metabolismo bacteriano y producen la lisis de la bacteria La terapia fagica es el uso terapeutico de los bacteriofagos liticos para tratar las infecciones causadas por bacterias patogenas 24 25 26 La terapia fagica es una importante alternativa en la era actual de bacterias multirresistentes a los antibioticos 27 28 Los fagos han sido usados topicamente oralmente o sistemicamente en Polonia y en la Union Sovietica con una tasa de exito del 80 95 con pocos efectos colaterales gastrointestinales o alergicos Estudios ingleses tambien han demostrado la eficacia de los fagos contra Escherichia coli Acinetobacter Pseudomonas y Staphylococcus aureus Los estudios realizados en EE UU se centran en la mejora de la biodisponibidad del fago Desarrollo de nuevos antibioticos EditarHasta recientemente los esfuerzos de investigacion y desarrollo I D han proporcionado a tiempo nuevos medicamentos para tratar a las bacterias que se han hecho resistentes a los antibioticos antiguos Esto actualmente ya no es asi La potencial crisis es el resultado de la disminucion de los presupuestos de I D en la industria la inactividad del gobierno y el incremento de la prevalencia de las bacterias resistentes Los medicos que tratan las enfermedades infecciosas estan preocupados por la perspectiva de no disponer de antibioticos eficaces para tratar a pacientes gravemente enfermos en un futuro proximo 29 El problema de la resistencia demanda que se haga un renovado esfuerzo para buscar agentes antibacterianos efectivos contra las bacterias patogenas resistentes a los antibioticos actuales Una de las posibles estrategias hacia este objetivo es una busqueda racional de fitoquimicos bioactivos Las plantas tienen una habilidad casi sin limites de sintetizar sustancias aromaticas la mayoria de las cuales son fenoles o sus derivados por sustitucion del oxigeno tales como taninos La mayoria son metabolitos secundarios de los cuales se han aislado al menos 12 000 un numero que se estima que es menor al 10 del total En muchos casos estas sustancias le sirven a la planta como mecanismos de defensa contra la predacion por parte de microorganismos insectos y herbivoros o como senales para indicar alguna enfermedad en la planta 30 Muchas de las hierbas y especias usadas por los humanos para sazonar la comida contienen componentes medicinales incluyendo algunos que tienen actividad antibacteriana 31 32 33 Los curanderos tradicionales han utilizado desde hace mucho tiempo plantas para prevenir o curar enfermedades infecciosas Muchas de esas plantas han sido investigadas cientificamente en busca de actividad antimicrobiana y se ha probado que un gran numero de compuestos vegetales inhiben el crecimiento de las bacterias patogenas Un cierto numero de esos agentes presentan estructuras y modos de accion distintos a los de los antibioticos en uso sugiriendo que la resistencia cruzada con estos puede ser minima Por ejemplo la combinacion de 5 metoxihidnocarpina y berberina en hierbas como Hydrastis canadensis y Berberis vulgaris puede bloquear el bombeo activo de MDR que causa la resistencia multimedicamento Esto ha sido probado para Staphylococcus aureus 34 Aplicaciones en seleccion genetica EditarLa resistencia antibiotica es una herramienta importante en ingenieria genetica Elaborando un plasmido que contenga un gen de resistencia antibiotica ademas del gen de interes permite que al tratar los cultivos bacterianos con el antibiotico correspondiente solo prosperen las copias de las bacterias que llevan los genes insertados Los antibioticos mas comunmente utilizados en ingenieria genetica son generalmente los antibioticos mas antiguos que han fallado hace tiempo en la practica clinica Estos incluyen ampicilina kanamicina tetraciclina cloranfenicolEl uso industrial de la resistencia antibiotica es desaconsejable puesto que el mantenimiento de los cultivos bacterianos requeriria el uso de grandes cantidades de antibioticos En vez de ello se prefiere el uso de cepas de bacterias auxotroficas y una funcion de reemplazamiento de plasmidos Papel adaptativo EditarRecientemente en la cueva Lechugilla en Nuevo Mexico se han encontrado bacterias que han presentado resistencia a diversos antibioticos a pesar de haber estado aisladas durante mas de cuatro millones de anos del exterior Algunas de dichas cepas resistian hasta catorce antibioticos disponibles actualmente en el mercado 35 Dicho descubrimiento conmociono a muchos cientificos debido a que se cree que la resistencia a medicamentos sintetizados recientemente toma anos ademas de que la resistencia se desarrollaria solo por el contacto con el farmaco Debido a esto el descubrimiento dio pie a pensar que la resistencia a antibioticos no es simplemente el producto de la medicina moderna sino un proceso biologico de la naturaleza muy antiguo 35 Despues de este descubrimiento se llevo a cabo un estudio donde se buscaron genes similares a los que producian resistencia en las bacterias de Lechugilla con base en las secuencias de ADN disponibles en linea de todo el mundo concluyendo que dichos genes se encontraron en todos los ambientes del planeta 35 La explicacion de dicho fenomeno es que los genes no solamente tienen una sola funcion sino muchas funciones adaptativas como la de defenderse de sus competidores Es asi que se sugiere que los nuevos antibioticos no solo deben ser probados contra las bacterias que causan enfermedades sino tambien contra aquellas que viven en la tierra o en el mar de esta manera los cientificos descubririan los genes de resistencia que algun dia podrian generar resistencia a un nuevo farmaco 35 Vease tambien EditarAbuso de antibioticos Prevencion cuaternaria Betalactamasa Ampicilina sulbactam Semana Mundial de Sensibilizacion sobre los AntibioticosReferencias Editar Gervas J La resistencia a los antibioticos un problema de salud publica Aten Primaria 2000 25 8 589 96 WHO Antimicrobial resistance global report on surveillance 2014 WHO Consultado el 30 de mayo de 2019 Kukso Federico Para 2050 la resistencia a los antibioticos sera la principal causa de muerte Scientific American Espanol Consultado el 30 de mayo de 2019 Murray Christopher JL Ikuta Kevin Shunji Sharara Fablina 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