La humanidad corre el riesgo de regresar a una era pre-antibiótica en la que un pequeño corte podría causar la muerte por infección.

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Nota de IM Ciencia: El día de ayer, 31 de Mayo 2016 el mundo recibe la preocupante noticia de la aparición en EEUU de una sepa bacteriana superresistente a los antibióticos. Creemos oportuna la contribución del Dr. Pablo Cisneros-Pérez sobre la carrera tecnológica en contra de las bacterias.

La década de 1940 es un icono en la lucha contra las enfermedades infecciosas debido al desarrollo de los primeros antibióticos. En los 20 siguientes años se aislaron y purificaron varios productos naturales con actividad antimicrobiana, principalmente microorganismos. Las estructuras moleculares de estos han sido la base del desarrollo de los antibióticos durante los últimos 60 años. Estos fármacos han permitido salvar millones de vidas, disminuir riesgos en hospitales y mejorar nuestras vidas.
Sin embargo, en la ceremonia de entrega de los premios Nobel de 1945, Alexander Flemming advirtió sobre la resistencia de las bacterias a los antibióticos, lo que significa que estos fármacos serían menos efectivos o completamente inefectivos con el pasar del tiempo. Tal resistencia es un mecanismo evolutivo normal en los microorganismos, pero ha sido acelerado por la presión selectiva ejercida por el uso intensivo y descontrolado de antibióticos tanto en humanos como en animales productores de carne. Según la Organización Mundial de la Salud, la humanidad corre el riesgo de regresar a una era pre-antibiótica en la que un pequeño corte podría causar la muerte por infección.

La complejidad que implica la resistencia de las bacterias se ejemplifica por la existencia de un mecanismo de transferencia de la información genética en la familia Enterobacteriaceae. El gen mcr-1 asociado a la resistencia del antibiótico de última generación Colistina, puede propagarse entre bacterias de forma parecida a la que un grupo de estudiantes comparten entre sí las respuestas a un examen universitario. Es decir, las bacterias comparten entre sí las instrucciones genéticas para protegerse de los efectos deletéreos del antibiótico. El riesgo que esto implica es que las bacterias patógenas se vuelvan resistentes a nivel global y que las infecciones producidas no puedan ser controladas causando miles de muertes. Ejemplos históricos de infecciones descontroladas son la peste negra y la viruela en la época de la conquista de América que diezmaron a las poblaciones locales.

Una de las principales desventajas en el desarrollo de nuevos antibióticos es el limitado número de andamios moleculares que pueden ser usados para armar las piezas necesarias de las que se compone la estructura del antibiótico. El último grupo de estos andamios o esqueletos fue descubierto en 1987. Aunque parezca contradictorio, el remedio puede encontrarse en las mismas bacterias. En el año 2015 se aisló de la bacteria Eleftheria terraela molécula Teixobactin que posee un esqueleto molecular novedoso y con alta actividad antibacteriana. El Teixobactin no presenta resistencia en varias cepas de bacterias patógenas gram-positivas. Sin embargo; queda aún un largo camino para que esta molécula o un análogo de ella puedan ser aprobados como fármaco para consumo humano.

Otra dificultad que se presenta en la producción de nuevos antibióticos es que muchos son producidos por semisíntesis o modificación de productos naturales, obtenidos desde microorganismos por procesos de fermentación. La semisíntesis es compleja debido a la dificultad que implica modificar estructuralmente productos naturales en una forma específica. Esto disminuye la capacidad de tener bibliotecas de moléculas análogas que podrían tener mejores propiedades farmacológicas. El grupo de investigación de Andrew G. Myers de la Universidad de Harvard, ha innovado nuevas técnicas para el diseño de nuevas moléculas antibióticas, en especial para tetraciclinas y muy recientemente macrólidos. Mediante la aplicación de la síntesis convergente de fragmentos moleculares estratégicamente diseñados, Myers y su equipo han logrado obtener más de 2000 tetraciclinas y 300 macrólidos que podrían acelerar el descubrimiento de nuevos agentes terapéuticos para enfermedades infecciosas. Las innovadoras estrategias del grupo de Myers son dos de las numerosas estrategias sintéticas que se han intentado a lo largo de los casi 80 años de vida de los antibióticos, pero ninguna de ellas ha sido viable a escala industrial. Esto último debido principalmente al gran número de etapas de síntesis que involucraban y su elevado costo.

Los esfuerzos que se realizan actualmente en la investigación y desarrollo de nuevos antibióticos son insuficientes para contrarrestar la resistencia antibacteriana. Se requieren de más estrategias novedosas e innovadoras como las de Myers, de nuevos descubrimientos como los de Shen, Ling y Schneider y mayor control en el tratamiento de antibióticos. De lo contario, las bacterias seguirán llevándonos la delantera.

Pablo Cisneros

Por: Pablo Cisneros

Pablo A. Cisneros Pérez nació en Quito en 1984 y creció en Ibarra. Obtuvo el título de Químico en el 2008 en la Universidad Central del Ecuador. Sus estudios de maestría y doctorado los llevó a cabo en la Universidad Nacional Autónoma de México de 2008 a 2014. Desde el 2015 se desempeña como docente-investigador en la Universidad Regional Amazónica IKIAM. Sus intereses de investigación son los productos naturales como prototipos de nuevos fármacos y la síntesis orgánica.