A las bacterias les tomó 200 años, apenas un microsegundo en la línea de tiempo de la humanidad, lograrlo. Pseudomonas aeruginosa Han pasado de ser microbios inofensivos que poblaban estanques, arroyos y plantas, a convertirse en una de las mayores amenazas infecciosas del planeta. Estos bacilos, que causan más de 500.000 muertes al año, están presentes hoy en día. la lista negra por la Organización Mundial de la Salud como patógeno de “alta prioridad” debido a su resistencia a los antibióticos y su amplia expansión en todo el mundo. Una investigación publicada este jueves en la revista Ciencia mapeó el viaje genómico de esta especie bacteriana y descubrió que la P. aeruginosa Se aprovechan de un defecto inmunológico en los pacientes con fibrosis quística para sobrevivir y perpetuarse.
“Durante los últimos 200 años aproximadamente, algunas bacterias individuales, que llamamos clones, han logrado absorber nuevos genes y volverse más capaces de infectar a los humanos. Estos clones luego se expandieron y se extendieron por todo el mundo. La fecha de expansión más probable para el primer clon es alrededor de 1890, aunque el intervalo de confianza es amplio”, explica el científico Andrés Floto, profesor de biología respiratoria de la Universidad de Cambridge y autor del estudio. A aquellas ramas genealógicas del árbol genealógico de P. aeruginosa que se han extendido por todo el mundo, los autores los llaman “clones epidémicos”. El estudio identificó aproximadamente a 21 de ellos responsables de más del 50% de todas las infecciones debidas a P. aeruginosa en el planeta. “Probablemente sean los principales impulsores de la resistencia a los antibióticos y de las muertes”, reflexiona el investigador en una respuesta por correo electrónico.
Esa malignidad que el P. aeruginosa Es relativamente joven. Después de explorar el árbol genealógico de esta especie, los autores plantean cautelosamente la hipótesis de que todo este fenómeno comenzó a finales del siglo XVIII. “Es poco probable que hubieran supuesto una amenaza significativa para la salud humana antes de esa fecha”, coincide Floto.
Desde principios del siglo XIX, subraya el investigador, «la aparición de estos clones epidémicos es cada vez más frecuente». Los autores creen que cada uno de ellos experimentó al menos una expansión demográfica importante entre 1850 y 2000. “Surgieron aleatoriamente en todo el mundo, pero parecen expandirse con una frecuencia cada vez mayor. Por ejemplo: de 1900 a 1950 surgieron seis clones epidémicos; y entre 1950 y 2000 aparecieron las 12”, ejemplifica Floto.
Estos fenómenos de expansión global entre los humanos, afirma el científico, siguen ocurriendo cada vez con más frecuencia: “Cada vez vemos surgir y extenderse por todo el mundo más clones epidémicos, lo que creemos que puede deberse a la contaminación del aire y a la densidad de población”. Los autores sugieren que la propagación de estas familias bacterianas más agresivas se aceleró con la sobrepoblación de las ciudades, producto de los movimientos migratorios hacia las grandes ciudades durante la industrialización: allí se creó un terreno fértil con zonas densamente pobladas y un aumento de la contaminación que ha provocado una mayor susceptibilidad a infección y mayor facilidad de propagación de estas condiciones infecciosas.
Hoy el P. aeruginosa Se han convertido en patógenos oportunistas. Esto significa que no dañan a las personas sanas, pero causan infecciones pulmonares y sistémicas en personas con sistemas inmunológicos comprometidos. Por ejemplo, personas con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) o fibrosis quística. Se han notificado infecciones por esta bacteria entre pacientes hospitalizados (infecciones nosocomiales), pero también en entornos comunitarios. Es el foco de atención de todas las autoridades sanitarias, explica Bruno González-Zorn, director de la Unidad de Resistencia a los Antimicrobianos de la Universidad Complutense de Madrid y asesor de la Organización Mundial de la Salud. (OMS) en este campo: “Es muy importante. Tiene una capacidad extraordinaria para adaptarse a muchos ecosistemas y lo que más nos preocupa es su nivel de resistencia a los antibióticos y la cantidad de pacientes que mata cada año”.
Tras analizar casi 10.000 muestras humanas, animales y ambientales de este microorganismo, los investigadores de Cambridge pudieron reconstruir la historia familiar del P. aeruginosa, pero también identificaron un mecanismo de tolerancia bacteriana que puede ser fundamental para comprender su resistencia. En muestras tomadas de pacientes con fibrosis quística, los científicos encontraron que los macrófagos, que son células inmunes responsables de engullir y matar microorganismos dañinos, no pudieron eliminar los P. aeruginosa: Estos clones pudieron sobrevivir dentro de los macrófagos y establecer una infección persistente.
Los científicos creen que la capacidad de algunos clones epidémicos de sobrevivir a los macrófagos es una combinación de la genética de la bacteria (han identificado un gen involucrado) y un fallo en la línea de defensa del cuerpo de una persona con fibrosis quística. “Las bacterias aprovechan este defecto inmunológico para infectar a este grupo de pacientes”, afirma Floto.
Más virulento y eficaz
En esta transición generacional que infecta a los humanos, estas bacterias han evolucionado, adaptándose mediante mutaciones en su ADN, para volverse más efectivas para infectar los pulmones y más virulentas para resistir el flagelo de los antibióticos. Otro hallazgo de estos investigadores es que estos múltiples ciclos de adaptación al pulmón y posterior transmisión a otra persona ocurrieron de manera diferente para las bacterias que infectan a los pacientes con fibrosis quística en comparación con los bacilos que atacan a las personas que no padecen esta enfermedad. “Las bacterias se vuelven cada vez más especializadas y algunos clones continúan transmitiéndose entre pacientes con fibrosis quística, mientras que otros clones se transmiten entre pacientes sin esta enfermedad. Pero estos clones bacterianos especializados pierden la capacidad de transmitirse de pacientes con fibrosis quística a pacientes sin fibrosis quística, y viceversa”, señala.
María del Mar Tomás, microbióloga del Complejo Hospitalario Universitario de A Coruña y portavoz de la Sociedad Española de Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica (SEIMC), subraya la importancia de esta investigación, en la que no participó, para profundizar en el conocimiento de los mecanismos de tolerancia y resistencia bacteriana. Estos sistemas moleculares ayudan al bacilo a sobrevivir al estrés. “Esto es muy importante porque son mecanismos globales que se activan ante cualquier situación estresante para la bacteria, como por ejemplo el hambre o un antibiótico. Y esto puede ser un objetivo terapéutico para el diseño de nuevas terapias». González-Zorn afirma en la misma línea: “Es un estudio relevante porque permite conocer la trayectoria evolutiva de la bacteria y cómo consigue establecer estrategias para producir enfermedades. “Si conocemos estos mecanismos podremos diseñar estrategias para contener esta bacteria”.
Los autores, por su parte, advierten que sus hallazgos resaltan “la importancia de la vigilancia global y la prevención de infecciones cruzadas para evitar la aparición de futuros clones epidémicos”. «Tenemos indicios de que los clones epidémicos se adaptarán cada vez más al pulmón humano y serán cada vez más resistentes a los antibióticos si se les permite continuar este ciclo de infección, adaptación y transmisión», advierte Floto.
Dada la velocidad con la que aparecen los clones epidémicos, el investigador insta a buscarlos activamente para evitar que se propaguen y también a identificar rápidamente las bacterias en los pulmones para erradicarlas lo antes posible. En este sentido, si bien existen medidas de control para prevenir el contagio por P. aeruginosa En la fibrosis quística, el científico recuerda que sus resultados muestran que la transmisión entre humanos «se produce con mucha frecuencia incluso en personas sin fibrosis quística», lo que obliga a reflexionar sobre cómo proteger a estos otros grupos de riesgo.