Agencia CYTA-Instituto Leloir/DICYT Las enfermedades farmacorresistentes ya causan al menos 700.000 muertes al año en todo el mundo y el ritmo con el cual aparecen cepas resistentes a antibióticos predice que volverán a ser la principal causa de muerte a nivel mundial, por encima del cáncer y las enfermedades neurodegenerativas.
Científicos argentinos interpretan estos datos valiéndose de una hipótesis cuyo nombre está inspirado en una frase de ‘A través del espejo y lo que Alicia encontró allí’, la novela de Lewis Carroll que sucedió a ‘Alicia en el país de las maravillas’ y cumplirá 150 años en 2021, explica un aspecto de este fenómeno.
De acuerdo con investigadores del CONICET, una de las claves para entender la “rebelión” microbiana es la llamada “inmunidad nutricional”: una de las respuestas del sistema inmune que consiste en secuestrar del medio nutrientes esenciales, en particular metales de transición, con el objeto de matar a las bacterias “de hambre”.
“Sin embargo, las bacterias logran evadir al sistema inmune, pues han evolucionado estrategias que les permiten acceder a esos metales secuestrados”, explicó Daiana Capdevila, jefa del Laboratorio de Fisicoquímica de Enfermedades Infecciosas de la Fundación Instituto Leloir (FIL).
Capdevila lo definió como una “danza evolutiva” en donde el patógeno y el huésped “intentan” superar al otro, pero terminan manteniendo niveles de adaptación similares, “ya que cualquier ventaja adquirida por uno actuará como presión de selección sobre el otro, y así sucesivamente”.
Es una especie de carrera sin fin. En evolución, esta relación de mutua presión entre organismos se conoce como la Hipótesis de la Reina Roja, por la frase que ésta le dice a Alicia en la obra de Carroll: “Para quedarte donde estás tienes que correr lo más rápido que puedas”, señaló el biólogo Giuliano Antelo, becario doctoral del CONICET en el grupo de Capdevila.
En un artículo publicado en ‘Trends in Microbiology’, junto a colegas del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (Alejandro Vila) y la Universidad de Indiana, Estados Unidos (David Giedroc), Capdevila y Antelo revisaron la literatura más actual acerca de los mecanismos mediante los cuales los patógenos evaden la inmunidad nutricional, con el propósito de delinear líneas de investigación orientadas al desarrollo de medicamentos antimicrobianos innovadores.
Metales “preciosos”
Los metales de transición, como hierro, zinc y manganeso, son nutrientes esenciales para cualquier organismo. Un ejemplo muy conocido es el hierro que une la hemoglobina y permite el transporte de oxígeno a todos los tejidos del cuerpo humano. “En bacterias, el 30% de sus proteínas unen algún metal necesario para su función. Sin metales, no pueden sobrevivir”, explicó Antelo, primer autor de la revisión científica.
Transferrina es una proteína de las células que secuestra el hierro en sangre y evita que las bacterias puedan utilizarlo. “Sin embargo, algunos patógenos evolucionaron receptores específicos para transferrina humana que logran extraer el hierro directamente de ella”, puntualiza Antelo. Como si fuera un ladrón que le roba a un ladrón.
En el mismo trabajo, los investigadores repasan uno de los sistemas más relevantes para la salud pública: las metalo-beta-lactamasas, que son las principales enzimas utilizadas por las bacterias para unir zinc y salir “airosas” del ataque de antibióticos, a los que degradan.
“Gracias a este tipo de enzimas han emergido cepas de bacterias multirresistentes a antibióticos. Para muchas de ellas, aún no existen tratamientos efectivos”, indica Capdevila.
De hecho, el grupo de Vila ha demostrado gran parte del mecanismo mediante el cual ciertas metalo-beta-lactamasas resisten a la acción de calprotectina, otra de las principales proteínas secuestradoras de metales secretadas por las células hospedadoras para hambrear a las bacterias.
En biología hay una frase muy conocida: “Nada tiene sentido si no es a la luz de la evolución”, dijo Antelo. “Si hay algo que nos está demostrando COVID-19 es la importancia de entender los mecanismos mediante los cuales emergen nuevas cepas de patógenos y comprender la raíz de su resistencia. Solo así vamos a poder prevenir o estar más preparados para la próxima pandemia. Por eso urge el desarrollo de nuevas estrategias para combatir a estos patógenos”, agregó.
“En nuestro laboratorio buscamos entender cómo cambios sutiles en las proteínas encargadas de modular la expresión de genes de resistencia bacteriana pueden afectar su función drásticamente. Esperamos que esto nos ayude a comprender cómo esto puede dar lugar a nuevas formas de resistencia de manera tal de poder mitigarlas. De esta forma, podríamos volver a un balance ‘natural’ que no implique necesariamente exterminar a todas las bacterias de nuestro cuerpo y solo evite que las bacterias patógenas puedan generarnos enfermedades”, señaló Capdevila, quien también recomendó el uso juicioso de los antibióticos que solo deben ser recetados por médicos.
