La aparición de bacterias resistentes a los antibióticos es un problema creciente que podría mitigarse gracias a los nuevos hallazgos de un equipo de investigadores en Biología Evolutiva y Matemáticas. La bióloga Miriam Barlow, de la Universidad de California en Merced, Estados Unidos, y la matemática Kristina Crona de la Universidad Americana, en Washington, Estados Unidos, probaron y encontraron una manera de hacer volver las bacterias a un estado pre-resistente.
En una investigación cuyas conclusiones se revelan en un artículo en la revista 'Plos One', muestran cómo rebobinar la evolución de bacterias y verificar las opciones de tratamiento para una familia de 15 antibióticos utilizados para combatir las infecciones comunes, como la penicilina.
Su trabajo podría tener implicaciones importantes para los médicos que tratan de mantener a raya las infecciones en los pacientes usando el 'ciclo de antibióticos', en el que se emplea un grupo de diferentes antibióticos en forma rotativa.
'Los médicos no tienen un enfoque ordenado cuando rotan los antibióticos --explica Barlow--. Se beneficiarían de un sistema de rotación demostrado. Nuestro objetivo era encontrar un programa preciso y ordenado de antibióticos en el que los médicos podían confiar y saber que, al final, la resistencia se invertirá, y un antibiótico funcionará'.
Cuando las bacterias crecen lo suficientemente potentes de forma que los antibióticos ya no funcionan, puede ser una cuestión de vida o muerte. En Estados Unidos, más de 2 millones de personas contraen infecciones resistentes a los antibióticos cada año y al menos 23.000 personas mueren como resultado, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.
La resistencia a los antibióticos es una parte natural de la evolución de las bacterias e inevitable dados los muchos tipos de bacterias y la susceptibilidad del huésped humano. Para compensar la evolución bacteriana, el médico lucha contra las infecciones en una unidad de cuidados intensivos puede reducir, rotar o administrar de forma intermitente diferentes antibióticos para conseguir que sean eficaces en el corto plazo.
Los investigadores de este trabajo, de la Universidad de California-Merced, AU y UC Berkeley, han estado liderando el camino para descubrir cómo revertir la resistencia en el entorno de los fármacos. Lo han hecho mediante la combinación de trabajo de laboratorio con las matemáticas y la tecnología informática.
'Hemos aprendido mucho sobre el genoma humano, así como la secuencia de las bacterias -relata Crona--. Los científicos ahora tienen montones y montones de datos, pero deben tener sentido. Las matemáticas nos ayudan a dibujar interpretaciones, encontrar patrones y dar una idea de las aplicaciones médicas'.
Después de crear bacterias en un laboratorio, los investigadores las expusieron a 15 antibióticos diferentes y midieron sus tasas de crecimiento. A partir de ahí, calcularon la probabilidad de mutaciones para volver a las bacterias a su estado inofensivo usando el software llamado 'Time Machine'.
La gestión de la resistencia farmacológica es extremadamente difícil porque las bacterias evolucionan muy rápidamente, convirtiéndose en muy resistentes después de muchas mutaciones. Para encontrar las estrategias óptimas de rotación, los científicos probaron hasta seis medicamentos en la rotación a la vez y encontraron planes óptimos para revertir la evolución de bacterias resistentes a los medicamentos.
'Esto demuestra que la rotación de los antibióticos funciona. En aplicación médica, los médicos pueden realizar un enfoque más estratégico. El descubrimiento de los planes óptimos de rotación de los antibióticos presenta un desafío matemático. Los matemáticos tendrán que crear algoritmos que puedan ofrecer planes óptimos para una mayor cantidad de antibióticos y bacterias', subraya Crona.
Los investigadores esperan probar próximamente las vías de tratamiento en una clínica, trabajando con los médicos para alternar antibióticos para maximizar su eficacia. 'Este trabajo muestra que todavía hay esperanza para los antibióticos si los usamos de forma inteligente --plantea Barlow--. Más investigación en esta área y más fondos para la investigación harían posible explorar las opciones más completas'.