La resistencia a los antibióticos puede ser eliminada de las bacterias

La capacidad de las bacterias para transportar y transmitir genes que les otorguen ventajas de supervivencia, como la resistencia a los antibióticos, depende de que haya un suministro abundante de oxígeno y nutrientes. Si los privas de estos recursos esenciales, las bacterias sacrifican parte de su carga metabólica para sobrevivir.
Esta fue la conclusión de un equipo de investigadores de EE. UU. Encabezado por el ingeniero ambiental Pedro Álvarez de la Universidad de Rice en Houston, Texas, quienes informaron su estudio en un documento publicado en línea el 5 de febrero en Ciencia y Tecnología Ambiental.

La resistencia a los antibióticos es un problema ambiental grave

Alvarez y sus colegas están buscando formas de controlar los genes resistentes en el medio ambiente.
En un comunicado, dice que la propagación de la resistencia a los antibióticos no se trata solo del gran problema médico y de salud pública que está ocupando los titulares, sino también de un grave problema ambiental, algo de lo que no mucha gente es consciente.
Él cree que una forma en que los genes resistentes a los antibióticos pueden encontrar su camino hacia el suelo, y luego eventualmente hacia el agua y el suministro de alimentos, se debe a las operaciones confinadas de alimentación animal (CAFO).
"Muchas de las bacterias resistentes a los antibióticos se originan en la agricultura animal, donde hay uso excesivo, mal uso y abuso de antibióticos", dice Álvarez.

"A los microbios no les gusta llevar exceso de equipaje"

Alvarez continúa explicando cómo él y su equipo comenzaron con la idea de que "a los microbios no les gusta llevar exceso de equipaje".

En otras palabras, "sueltan genes que no están usando porque hay una carga metabólica, un alto costo de energía, para mantenerlos", agrega.
En su informe de estudio describen cómo más de 120 generaciones, los "hambrientos" Pseudomonas aeruginosa Las bacterias optaron por mantener su valiosa energía en lugar de sacrificarla para ayudar a transmitir a las generaciones futuras la parte del ADN (el "plásmido") que les dio la capacidad de resistir la tetraciclina.
Los plásmidos son moléculas de ADN autónomas que son capaces de multiplicarse por sí mismas. Pueden cruzar a otras especies a través de un proceso llamado transferencia horizontal de genes.
Un ejemplo de un plásmido que da a las bacterias la capacidad de resistir casi todos los tipos de antibióticos es NDM-1.

Probado cómo dos bacterias "modelo" arrojaron su resistencia a los antibióticos

Para su estudio, los investigadores decidieron probar su idea de que a los microbios no les gusta llevar exceso de equipaje en dos cepas de bacterias: P. aeruginosa, que se encuentra en el suelo, y podría servir como un reservorio para genes resistentes a los antibióticos en el medio ambiente, y una "cepa resistente modelo" de E. coli que es excretado por los animales de granja.
Eligieron esas dos bacterias particulares para que pudieran comparar los resultados y "obtener información sobre la variabilidad de la respuesta".

Crecieron colonias de bacterias en condiciones de inanición por lo que no tenían suficiente oxígeno o nutrientes, y también sin tetraciclina en su entorno.
Los resultados mostraron que después de 120 generaciones bajo condiciones de inanición en ausencia de tetraciclina, P. aeruginosa descartó por completo su plásmido de resistencia a la tetraciclina, mientras E. coli, incluso después de 500 generaciones, aún retuvo algunos.
En las mismas condiciones de inanición, pero en presencia de tetraciclina, ambas bacterias conservaron un nivel de resistencia.
Los investigadores concluyen que para las dos cepas modelo, parece que "las condiciones que alivian la carga metabólica de la reproducción del plásmido", como la disponibilidad de oxígeno y nutrientes, mejoran la retención del plásmido de resistencia.
"... tales condiciones (en presencia de antibióticos residuales) pueden favorecer el establecimiento y la preservación de reservorios de ARG [gen de resistencia a antibióticos] en el medio ambiente", señalan.

Potencial de aplicación práctica: coberturas en canales de drenaje cerca de la fuente

Un conductor de la resistencia a los antibióticos es lo que los biólogos llaman "presión selectiva". En cualquier combinación de microbios, ya sea en humanos, animales o en el medio ambiente, la presión selectiva significa que los más débiles mueren y los resistentes sobreviven y se multiplican.
Los investigadores dicen que esto significa que, para eliminar el plásmido de resistencia del ADN de las bacterias en el medio ambiente, debe abordar el problema lo más cerca posible de la fuente.
Álvarez dice: "hay implicaciones prácticas para lo que hicimos" y ofrece un ejemplo:
"Si podemos poner una barrera anaeróbica en el punto donde una laguna drena hacia el ambiente, esencialmente ejerceremos presión selectiva para la pérdida de genes resistentes a los antibióticos y mitigar la propagación de estos factores".
Una manera económica de crear una barrera anaeróbica (sin oxígeno) es poner mantillo en el canal de drenaje, dice.
"Si tiene una CAFO que drena a través de un canal, entonces coloque una barrera anaeróbica en ese canal. Una barrera de mantillo servirá", explica.
Alvarez y su equipo de ingeniería ambiental creen en la filosofía de que "una onza de prevención vale más que una libra de remediación".
En otras palabras, no permita que los genes se amplifiquen en el ambiente en primer lugar:
"Deténtelos antes de que sean liberados. Y una manera fácil es poner una barrera anaeróbica", insta.
Escrito por Catharine Paddock PhD