Los microbios sufren cambios que a veces les hacen invulnerables frente a medicamentos
Los microbios sufren cambios que a veces les hacen invulnerables frente a medicamentos - NIAID

Una «máquina del tiempo» para acabar con la resistencia a los antibióticos

Un modelo matemático que calcula la probabilidad de que las bacterias vuelvan atrás y pierdan los cambios que han sufrido, ha permitido averiguar cómo usar mejor algunos fármacos

gonzalo lópez sánchez
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Ha llovido mucho desde que Florey, Chain y Fleming recibieran el premio Nobel en 1945 por el descubrimiento y producción de la penicilina, el primer antibiótico utilizado en medicina. Pero en todos esos años los antibióticos han estado junto a los doctores y han permitido que muchos de los procedimientos que hoy son habituales, como la cirugía o los trasplantes, no se convirtieran en una amenaza para la vida de los pacientes por culpa de las infecciones de los microorganismos.

Por desgracia, las bacterias son mucho más rápidas que los científicos y gracias a la evolución son capaces de desarrollar nuevas armas para luchar contra los antibióticos en cuestión de minutos. Por eso desde hace ya varios años la OMS y la comunidad científica han alertado de que el gran avance que supusieron los antibióticos en calidad de vida y superviviencia puede estar en riesgo a causa de la aparición de bacterias resistentes a los cócteles más agresivos de fármacos. Ahora, unos investigadores han utilizado un sofisticado modelo matemático, llamado «máquina del tiempo», para optimizar al máximo la utilización de los antibióticos ya existentes y conseguir «rebobinar» la evolución y la resistencia de las bacterias.

«Los médicos no suelen seguir un orden concreto cuando utilizan varios antibióticos», ha declarado Miriam Barlow, co-autora de la investigación y bióloga en la Universidad de California en Merced. Tal como explica, el estudio, publicado este jueves en la revista « PLOS ONE», tiene como objetivo orientar a los médicos a la hora de escoger el orden de los fármacos que deben utilizar: «Ahora se podrán beneficiar de un sistema ordenado de rotación de fármacos que ha sido puesto a prueba (...) y que tiene como objetivo revertir la resistencia y permitir que un determinado antibiótico funcione».

Las bacterias resistentes matan cada año a 23.000 personas en EEUU

En resumen y quizás contradiciendo a la regla matemática, el orden de los factores sí altera al producto, según las autoras. Así que han buscado modos de someter a los microbios infecciosos a la máxima presión posible usando los antibióticos que ya existen, pero prestando atención a la secuencia de la administración.

Tal como explica a ABC Kristina Crona, la otra co-autora del estudio, y matemática en la Universidad Americana (en Washington), el problema al que se han enfrentado tiene una fácil explicación desde el punto de vista matemático: «Los médicos quieren revertir la resistencia. (...) Y nosotros queríamos encontrar la máxima probabilidad de que las bacterias volvieran a su estado más inofensivo», es decir, aquel en el que no tenían la capacidad de resistir a los antibióticos.

Matemáticas contra bacterias

Para averiguarlo, las investigadoras analizaron cómo crecía una selección de bacterias en el laboratorio sometida a 15 fármacos distintos. Después cruzaron estos datos con otra información ya existente sobre estos microbios y crearon unos algoritmos matemáticos para buscar la secuencia de antibióticos más efectiva.

Esa combinación de biología, informática y matemáticas ha permitido explotar la debilidad de las bacterias. «Cada vez que una nueva resistencia a un antibiótico aparece, esto supone un coste (para la bacteria). Y rotar el uso de antibióticos nos permite explotar estos costes», explica a ABC la bióloga Miriam Barlow. El resultado es, segun dice, que «empujamos la evolución hacia atrás y volvemos hacia el modo en que eran las cosas en el pasado. Así conseguimos que (las bacterias) pierdan las mutaciones que las hicieron más resistentes».

El problema de la resistencia

Tal como dice Rafael Cantón, Jefe del Servicio de Microbiología del Hospital Universitario Ramón y Cajal e investigador en el Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria (IRYCIS), la estrategia de la rotación de antimicrobianoslleva usándose ya varios años, pero no siempre con resultados positivos. Y considera que «parte del fracaso podría haberse debido a no conocer como debían realizarse la rotación, es decir, la secuencia de antibióticos, la duración de los ciclos, la rotación en función de las tasas de resistencia iniciales, etc». Por eso, opina que «este estudio puede suponer un avance en el conocimiento de como debe realizarse la rotación» y puede proporcionar «fundamentos teóricos para la practica clínica».

Cosa que resulta muy importante puesto que, no solo se está produciendo el «fracaso de terapias (con antibióticos) que hasta hace poco tiempo habían demostrado efectividad», sino que además «el número de nuevos antimicrobianos es menor y la investigación en este grupo de fármacos ha sido abandonada por algunas de las compañías farmacéuticas», según explica el investigador.

23.000 muertos cada año en EEUU

Por ello, si se quiere luchar contra las bacterias resistentes a los antibióticos y contralos los dos millones de infecciones o las 23.000 muertes que provocan (solo en Estados Unidos cada año), según el Centro para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC), en opinión de Cantón, «es preciso estimular las líneas de investigación que trabajen en esta dirección».

Entre los siguientes pasos está diseñar nuevos fármacos y probar en modelos animales y clínicos (con pacientes humanos), lo aprendido en el estudio publicado hoy en «PLOS ONE» y en trabajos previos. Tal como explica a ABC, Kristina Crona, la coautora del estudio, «hay retos matemáticos, biológicos y médicos que superar antes de aplicar nuestra estrategia en los hospitales. Pero los científicos de todo el mundo están trabajando en este problema, ya sea haciendo observaciones sobre la dinámica real de la evolución o creando mejores algoritmos para optimizar las soluciones».