Investigadores suizos desarrollan método revolucionario para evaluar la eficacia real de los antibióticos

La investigación, liderada por el Dr. Lucas Boeck del Departamento de Biomedicina de la Universidad de Basilea y el Hospital Universitario de Basilea, podría transformar la forma en que se evalúan y seleccionan los antibióticos para tratar infecciones bacterianas complejas.

Las pruebas de laboratorio tradicionales se centran principalmente en determinar si un medicamento inhibe el crecimiento bacteriano, pero no necesariamente si elimina por completo a los patógenos. Esta distinción es crucial, ya que las bacterias que sobreviven en estado latente pueden reactivarse una vez finalizado el tratamiento antibiótico, causando recaídas en los pacientes.

"Utilizamos esta técnica para filmar cada bacteria individual durante varios días y observar si un medicamento realmente la mata y con qué rapidez", explica Boeck, según la Universidad de Basilea. Este enfoque permite medir con precisión qué proporción de la población bacteriana es eliminada por el tratamiento y con qué eficiencia.

El método, denominado "antimicrobial single-cell testing" (ASCT) o prueba antimicrobiana de células individuales, se basa en imágenes microscópicas de millones de bacterias individuales bajo miles de condiciones diferentes. La técnica inmoviliza las bacterias en placas de agar que contienen yoduro de propidio dentro de placas de 1.536 pocillos, capturando imágenes de campo brillante y fluorescencia de más de 10.000 campos cada 2 a 4 horas durante hasta 7 días, según detalla el estudio publicado en Nature Microbiology.

Para demostrar la eficacia de su método, el equipo de investigación probó 65 terapias combinadas en el patógeno de la tuberculosis Mycobacterium tuberculosis. También aplicaron la técnica en muestras bacterianas de 400 pacientes con una infección pulmonar compleja diferente causada por Mycobacterium abscessus, un patógeno relacionado con la tuberculosis.

Los resultados revelaron diferencias significativas tanto entre las distintas terapias como entre las cepas bacterianas de diferentes pacientes. Los expertos denominan a este último fenómeno "tolerancia antibiótica". Los análisis posteriores demostraron que ciertas características genéticas son responsables de la capacidad de las bacterias para "resistir" el tratamiento antibiótico.

"Cuanto mejor toleran las bacterias un antibiótico, menores son las posibilidades de éxito terapéutico para los pacientes", resume Boeck. En comparación con datos de estudios clínicos y modelos animales, los resultados de las pruebas de células individuales antimicrobianas reflejaron con gran precisión la eficacia de los diferentes agentes terapéuticos para erradicar infecciones.

Un hallazgo particularmente importante del estudio es que la tolerancia a los antibióticos es un rasgo hereditario determinado genéticamente, con estimaciones de heredabilidad del 32% al 97% en todos los medicamentos analizados. "Si bien la resistencia a los medicamentos está bien establecida como un rasgo genético, la tolerancia a los medicamentos tradicionalmente se ha considerado como una característica en gran parte fenotípica", señalan los investigadores en el estudio.

El análisis de los fenotipos de tolerancia reveló agrupaciones según el objetivo del antibiótico, con patrones distintos para medicamentos dirigidos a la síntesis de proteínas, el ADN y la pared celular. La asociación del genoma completo identificó múltiples genes vinculados a la tolerancia, incluido el MAB_0233, una supuesta proteína de medida de cola de fago.

La nueva metodología podría tener importantes beneficios tanto para los pacientes como para el desarrollo de fármacos. "Nuestro método de prueba nos permite adaptar las terapias antibióticas específicamente a las cepas bacterianas en pacientes individuales", explica Boeck. Además, una mejor comprensión de la genética subyacente podría permitir pruebas de tolerancia antibiótica más simples y rápidas, y también ayudar a mejorar las estimaciones de la eficacia de nuevos medicamentos durante su desarrollo.

"En última instancia, los datos pueden ayudar a los investigadores a comprender mejor las estrategias de supervivencia de los patógenos y así sentar las bases para nuevos enfoques terapéuticos más efectivos", añade el investigador.

Los científicos reconocen algunas limitaciones en su método. El yoduro de propidio, utilizado como marcador de viabilidad, refleja directamente la muerte por daño a la pared celular, pero solo captura indirectamente otros mecanismos de muerte, con un retraso de aproximadamente 3 horas observado en M. abscessus para antibióticos no líticos. Además, los resultados clínicos también están influenciados por la inmunidad del huésped, la penetración del fármaco, la toxicidad y la adherencia, factores que el ASCT no puede capturar.

A pesar de estas limitaciones, el estudio representa un avance significativo en la lucha contra las infecciones bacterianas resistentes, uno de los mayores problemas de salud de nuestro tiempo. La resistencia a los antibióticos, causada por mutaciones bacterianas, hace que las infecciones sean cada vez más difíciles de tratar, y métodos como el desarrollado por Boeck y su equipo podrían ser cruciales para abordar este desafío global.