Una reciente investigación ha hallado que se necesitan dosis más elevadas de antibióticos para eliminar una infección bacteriana de las vías respiratorias cuando hay presentes otros microbios. Una conclusión que podría explicar la razón por la que las infecciones respiratorias a menudo persisten en personas con enfermedades pulmonares como la fibrosis quística, a pesar del tratamiento.
Estos resultados ponen de manifiesto la necesidad de considerar la interacción existente entre las distintas especies de microbios al tratar infecciones con antibióticos y ajustar las dosis en consecuencia.
“Las personas con enfermedades crónicas a menudo tienen coinfección con varios patógenos, pero el problema es que no tomamos eso en cuenta al decidir con qué cantidad de un antibiótico en particular tratarlos. Nuestros resultados podrían ayudar a explicar por qué, en estas personas, los antibióticos simplemente no funcionan tan bien como deberían”, expresa Thomas O’Brien, primer autor del estudio e investigador del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge.
Las infecciones bacterianas crónicas, como las que se producen en las vías respiratorias humanas, son muy difíciles de tratar mediante antibióticos. Aunque estas infecciones están asociadas, de forma habitual, a un solo patógeno, el lugar en el que se produce la infección suele ser colonizado también por otros microbios.
El enfoque general del tratamiento se focaliza en el patógeno, pero no se suele tener en cuenta los otros microbios con los que cohabita lo que influye en el resultado del tratamiento.
Para obtener estos resultados el equipo de investigadores ha desarrollado un modelo simplificado de las vías respiratorias humanas que contenía un esputo artificial diseñado para parecerse químicamente a una flema real expulsada durante el curso de una infección y que está repleta de bacterias.
Este modelo ha permitido cultivar una combinación de distintos microbios, incluidos patógenos, de forma estable durante varias semanas. Un trabajo que ha posibilitado replicar y estudiar las infecciones con múltiples especies de microbios denominadas “infecciones polimicrobianas”, en laboratorio.
Los tres microbios empleados en el experimento fueron las bacterias Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus, y el hongo Candida albicans, una combinación comúnmente presente en las vías respiratorias de las personas con fibrosis quística.
Las infecciones bacterianas crónicas, como las que se producen en las vías respiratorias humanas, son muy difíciles de tratar mediante antibióticos. Aunque estas infecciones están asociadas, de forma habitual, a un solo patógeno, el lugar en el que se produce la infección suele ser colonizado también por otros microbios
Los investigadores trataron esta mezcla microbiana con un antibiótico llamado colistina, muy efectivo en la eliminación de Pseudomonas aeruginosa. Pero cuando los otros patógenos estaban presentes junto con Pseudomonas aeruginosa, el antibiótico no funcionó.
"Nos sorprendió descubrir que un antibiótico que sabemos que debería eliminar una infección de Pseudomonas de manera efectiva simplemente no funcionó en nuestro modelo de laboratorio cuando había otros microbios presentes", afirma Wendy Figueroa-Chavez, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, y otra de las autoras del artículo.
El mismo efecto ocurrió cuando la mezcla microbiana se trató con ácido fusídico, un antibiótico que ataca específicamente a Staphylococcus aureus, y con fluconazol, un antibiótico que ataca específicamente a Candida albicans.
Los investigadores encontraron que se necesitaban dosis significativamente más altas de cada antibiótico para matar bacterias cuando formaban parte de una infección polimicrobiana, en comparación con cuando no había otros patógenos presentes.
"Este es otro recordatorio de la necesidad vital de encontrar nuevos antibióticos para tratar las infecciones humanas"
"Los tres antibióticos específicos de especies fueron menos efectivos contra su objetivo cuando los tres patógenos estaban presentes juntos", expone Martin Welch, profesor de Fisiología y Metabolismo Microbiano en el Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, y participante en el estudio.
En la actualidad, los antibióticos generalmente solo se prueban en laboratorio contra el patógeno principal para el que están diseñados, para determinar la dosis efectiva más baja. Pero cuando se usa la misma dosis para tratar la infección en una persona, a menudo no funciona, y este estudio ayuda a explicar por qué. El nuevo sistema modelo permitirá probar la eficacia de nuevos antibióticos potenciales frente a una mezcla de especies de microbios juntas.
Las infecciones polimicrobianas son comunes en las vías respiratorias de las personas con fibrosis quística. A pesar del tratamiento con fuertes dosis de antibióticos, estas infecciones a menudo persisten a largo plazo. Las infecciones crónicas de las vías respiratorias en personas con asma y enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) también suelen ser polimicrobianas.
Al observar el código genético de la bacteria Pseudomonas en su mezcla cultivada en laboratorio, los investigadores pudieron identificar mutaciones específicas que dan lugar a esta resistencia a los antibióticos. Se encontró que las mutaciones surgían con mayor frecuencia cuando también estaban presentes otros patógenos.
La comparación con el código genético de 800 muestras de Pseudomonas de todo el mundo reveló que estas mutaciones también ocurrieron en pacientes humanos que habían sido infectados con Pseudomonas y tratados con colistina.
“El problema es que tan pronto como se usa un antibiótico para tratar una infección microbiana, el microbio comenzará a desarrollar resistencia a ese antibiótico. Eso es lo que ha sucedido desde que la colistina comenzó a usarse a principios de la década de 1990. Este es otro recordatorio de la necesidad vital de encontrar nuevos antibióticos para tratar las infecciones humanas”, asevera Welch.