Desvelan el mecanismo por el que las bacterias esparcen la resistencia indiscriminada a los antibióticos

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La bacteria Escherichia Coli. Foto: NIAID.

"El tratamiento con ciertos antibióticos o quimioterápicos perturba la copia del material genético de la bacteria, bloqueando la replicación de su ADN. Esto provoca que las células bacterianas activen lo que se denomina la respuesta SOS bacteriana, un conjunto de genes que tienen como función reparar las lesiones producidas en el ADN y garantizar su estabilidad", explican los autores del nuevo estudio que publica Science.

El Grupo de Microbiología Molecular del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB, coordinado por Jordi Barbé; y los equipos de Iván Erill (investigador del Centro Nacional de Microelectrónica del CSIC y profesor de Bioinformática en la Universidad de Maryland, EE UU) han trabajado codo con codo con el equipo francés de Didier Mazel (Universidad de Limoges e Instituto Pasteur).

Son los investigadores de la UAB, que estudian los mecanismos de activación de la respuesta SOS bacteriana desde hace años, quienes han demostrado ahora que ésta controla e incrementa al mismo tiempo la capacidad de incorporación y movilidad de genes que se encuentran en el interior de unos elementos genéticos conocidos como integrones. Estos elementos genéticos contienen, entre otros, genes que determinan la resistencia a un amplio abanico de sustancias antibióticas y quimoterápicas.

Los integrones, como si de piezas de un rompecabezas se tratara, se reestructuran dentro del ADN de las bacterias, añadiendo, separando o reordenando sus genes de manera aleatoria, modificando su capacidad de expresión y ajustándola a las necesidades de cada momento, definidas, en gran medida, por las condiciones de estrés en las que se encuentre la bacteria. Además, los integrones son capaces de transferirse de una célula bacteriana a otra, esparciendo así las resistencias a las sustancias antibacterianas.

Mediante análisis bioinformáticos de bases de datos de genomas bacterianos, los autores de este trabajo han comprobado que la capacidad de incorporación y reorganización de los genes de los integrones presentes en varias especies bacterianas (como por ejemplo Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus y Escherichia coli) forman parte de la respuesta SOS bacteriana, lo que implica que ésta regula su capacidad de expresión.

Este descubrimiento es de gran relevancia, porque pone de manifiesto que la activación de esta respuesta frente al uso de un antibiótico o un quimioterápico que actúe sobre el material genético bacteriano, favorece no sólo la expresión de todos los genes de resistencia presentes en el integrón, sino también su organización para contrarrestar la presencia de estos agentes antibacterianos. A la vez, el tratamiento con este antibiótico o quimioterápico concreto estimula la captación de nuevos mecanismos de resistencia, promoviendo la diseminación de éstos entre los patógenos bacterianos.

Los resultados del estudio confirman la necesidad de reflexionar sobre la utilización generalizada de sustancias antibacterianas que interfieren en la replicación del ADN de las bacterias y de tener en cuenta el impacto negativo que este tipo de compuestos puede tener en el tratamiento de las enfermedades infecciosas de origen bacteriano, al incrementar de forma generalizada la adquisición y diseminación de los mecanismos de resistencia a los antibióticos en las bacterias patógenas.

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Referencia bibliográfica:

"The SOS response controles integron recombination". Science. Vol. 324, Pag. 1034 (2009).