La resistencia de las bacterias a los antibióticos es uno de los desafíos más urgentes que enfrenta la salud pública en la actualidad. Este fenómeno, tanto natural como acelerado por el uso indebido de antibióticos, tiene graves consecuencias. Las infecciones por bacterias resistentes pueden provocar enfermedades más prolongadas, graves e incluso mortales, incrementando la necesidad de cuidados hospitalarios y el riesgo de complicaciones.
Durante los últimos años, se ha descubierto que la respuesta SOS tiene un papel crucial en la reacción a los antimicrobianos, contribuyendo a la aparición de resistencia clínica. Esta respuesta de emergencia se activa cuando las bacterias detectan el daño que causa un antibiótico en su ADN y como mecanismo de defensa alteran su actividad celular, suspendiendo las funciones vitales y priorizando la reparación.
Actualmente, esta respuesta se considera una diana prometedora para el desarrollo de nuevos compuestos que prevengan la evolución de las bacterias hacia la resistencia y mejoren la actividad bactericida de agentes antimicrobianos, como las quinolonas. Estas últimas son un grupo de antimicrobianos sintéticos de amplio espectro cuyo objetivo es la síntesis del ADN.
En este sentido, el equipo de investigación del grupo “Resistencia microbiana e infecciones complejas” del Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBiS), junto con el Departamento de Microbiología de la Universidad de Sevilla y el Hospital Universitario Virgen Macarena, ha publicado un estudio en la revista Drug Resistance Updates en el cuál evalúa el impacto de la expresión heterogénea de la respuesta SOS en aislados clínicos de Escherichia coli sobre la respuesta a la fluoroquinolona, concretamente, al antibiótico ciprofloxacino.
Estrategias para bloquear la resistencia
Tradicionalmente, se ha considerado que las bacterias son poblaciones clonales de células idénticas. No obstante, en ciertas condiciones, pueden ocurrir fluctuaciones entre células en cultivos isogénicos. Así, se ha observado heterogeneidad fenotípica cuando las bacterias se exponen a condiciones de estrés, como niveles bajos de nutrientes o tratamientos antimicrobianos.
Análisis previos han demostrado que los genes asociados a SOS se expresan de manera heterogénea en células individuales en respuesta al daño del ADN inducido por agentes externos. Esta heterogeneidad en la respuesta SOS provoca múltiples cambios fenotípicos, favoreciendo a menudo la supervivencia celular y la adaptación a entornos adversos. No obstante, la mayoría de los datos provienen del estudio de cepas de laboratorio, y la respuesta e impacto de este fenómeno en los aislados clínicos aún no se conocen completamente.
En este contexto, los investigadores analizaron las variaciones genéticas de los reguladores de la respuesta SOS (genes recA y lexA) y de genes pertenecientes al regulón SOS (como el gen sulA) en aislados clínicos de Escherichia coli. Los resultados mostraron una expresión diferencial de la respuesta SOS (genes recA, dinB, tisB y sulA) y de genes implicados en la resistencia a fluoroquinolonas (gen qnrB) en aislados clínicos expuestos a concentraciones subletales de ciprofloxacino, a pesar de la alta conservación de la secuencia de los reguladores de la respuesta SOS. No obstante, todavía no quedan claras las consecuencias de esta heterogeneidad en la respuesta poblacional en relación con su impacto en la resistencia y virulencia frente a los antimicrobianos.
Activación heterogénea
Este estudio revela que bacterias gastrointestinales, como Escherichia coli, exhiben una activación heterogénea de la respuesta SOS. “Aquellas bacterias que tienen una respuesta SOS más fuerte tienen una mayor capacidad de adaptarse y resistir a los tratamientos con antibióticos”, explicó Sara Díaz Díaz, autora principal del estudio.
Investigaciones anteriores del grupo ya habían demostrado que la eliminación de la respuesta SOS en Escherichia coli incrementa su sensibilidad a ciertos antibióticos. “Esto supone un paso significativo para comprender mejor la resistencia bacteriana, contribuyendo al desarrollo de tratamientos más efectivos contra infecciones que no responden a los antibióticos tradicionales”, indicó José Manuel Rodríguez Martínez, autor del trabajo y Co-investigador Responsable del grupo “Resistencia microbiana e infecciones complejas” del IBiS.
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