Son microscópicas, no se ven, pero pueden matar, y con el paso de los años se han ido haciendo más fuertes por el mal uso (y abuso) de los antibióticos. Las bacterias multirresistentes, que no responden a los tratamientos habituales, son una pandemia silenciosa que “viene de lejos” y que preocupa, cada vez más, en el ámbito sanitario. El biotecnólogo coruñés César de la Fuente, premio Princesa de Girona de Investigación Científica, trabaja desde hace años en la búsqueda de nuevas vías que frenen la evolución y la adaptación de esos patógenos, y esta semana ha dado un nuevo paso en esa dirección, acompañado por su equipo de la Universidad de Pennsylvania (Estados Unidos), al descubrir, mediante un algoritmo cuidadosamente diseñado para ese fin, más de 2.600 péptidos antimicrobianos escondidos en el genoma humano. El estudio, firmado por De la Fuente y los investigadores postdoctorales de su laboratorio Marcelo Torres y Marcelo Melo, se publicó este jueves en la prestigiosa revista científica Nature Biomedical Engineering.

Los péptidos antimicrobianos (AMP) son moléculas pequeñas, naturales, producidas por casi todos los organismos vivos. Debido a su capacidad para defender al cuerpo de las infecciones, la identificación de nuevos AMP es un área activa de investigación, pero los métodos de búsqueda tradicionales, principalmente basados en la intuición y la experimentación química, han limitado el descubrimiento de antibióticos peptídicos más allá de los AMP convencionales. En este trabajo, el biotecnólogo coruñés y su equipo han buscado “una nueva forma de usar la inteligencia artificial” para descubrir antibióticos “en lugares previamente no reconocidos”. “Y qué mejor lugar para comenzar a explorar nuestra propia información biológica, que la colección de genes y proteínas que nos hacen quienes somos ”, apunta De la Fuente.

El enfoque de los investigadores de la Universidad de Pennsylvania comenzó con las características fisicoquímicas comunes a todos los AMP: tienen entre 8 y 50 aminoácidos de longitud, están cargados positivamente y poseen partes hidrofóbicas e hidrofílicas. Su nuevo método opera como una función de búsqueda para identificar péptidos con propiedades antimicrobianas en genomas y proteomas. “El cuerpo humano es un tesoro de información, un conjunto de datos biológicos. Al usar la herramientas adecuadas, podemos buscar respuestas algunas de la preguntas más desafiantes”, sostiene el biotecnólogo coruñés, e ilustra esta afirmación con el siguiente ejemplo: “Imagina que quieres encontrar una palabra específica en un documento de Word enorme, como una enciclopedia. Simplemente, usarías la función de búsqueda, establecerías los parámetros para el texto que estás buscando y el algoritmo resaltaría rápidamente todas las áreas del documento que coinciden. Ese es, esencialmente, el enfoque que tomamos al buscar nuevos antibióticos. Sabíamos el tipo de moléculas que estábamos buscando y utilizamos el algoritmo para actuar como una función de búsqueda para encontrarlas en todo el cuerpo humano ”, refiere.

El algoritmo diseñado por el equipo de César de la Fuente buscó en el proteoma, el conjunto completo de proteínas del cuerpo humano, y desarrolló 43.000 péptidos de 8 a 50 aminoácidos de longitud, muchos de los cuales se encontraron en una nueva región del proteoma todos juntos. Esta amplia gama de posibles antimicrobianos se filtró luego a 2.603 péptidos en base a su función de aptitud, incluidos todos los parámetros. Para validar las propiedades antimicrobianas de estos péptidos derivados del algoritmo, se sintetizaron 55 y se expusieron a ocho patógenos diferentes, incluidos la E.coli y bacterias que causan infección por estafilococos y neumonía.

Descubrimos que el 63,6% de estos 55 péptidos mostraban actividad antimicrobiana”, indica el biotecnólogo coruñés, quien especifica que, “curiosamente”, esos péptidos “no solo combatieron la infección de algunas de las bacterias más dañinas del mundo, sino que también se dirigieron a organismos comensales beneficiosos del intestino y la piel”. “Especulamos que esto podría ser indicativo de un papel modulador de la microbiota que también pueden poseer estos péptidos”, señala.

Cuando se probaron in vivo, en dos modelos animales de relevancia preclínica, volvieron a demostrar su capacidad antiinfectiva y sin ningún signo de toxicidad. Estos péptidos atacan a las bacterias al penetrar en sus membranas externas, un orgánulo integral para la supervivencia. Esta penetración de la membrana más dañina, requeriría una gran cantidad de energía por parte del patógeno y múltiples generaciones para crear resistencia, lo que presenta a estos péptidos como buenos candidatos para antibióticos sostenibles.

Ahora queremos emplear este algoritmo u otros similares para encontrar antibióticos en otros lugares donde no se ha buscado tradicionalmente, sobre todo de información biológica, con genómica y proteómica. Estamos empezando a mirar en precursores del ser humano para ver qué tipo de antibióticos podemos encontrar ahí y estamos trabajando también con animales extintos, como el mamut”, avanza De la Fuente.

Galicia es la segunda autonomía con mayor consumo de antibióticos

Un informe reciente del Grupo Multidisciplinar para el Abordaje de las Resistencias Antimicrobianas (Gmara), promovido por la farmacéutica Shionogi, sitúa a Galicia como la segunda comunidad autónoma con mayor consumo de antibióticos. En el foco, por tanto, de esa problemática. “Las bacterias multirresistentes son un problema de salud pública de escala global. Limitan las opciones terapéuticas y prolongan la estancia hospitalaria de los pacientes a los que colonizan, además de aumentar la mortalidad”, advertía recientemente, a este diario, el jefe de la Unidad de Enfermedades Infecciosas del Chuac, Enrique Míguez, quien especificó que el “uso inadecuado de antibióticos” ha provocado, de manera clara, “el incremento de resistencias frente a fármacos” que “fueron un descubrimiento clave de la medicina en el siglo pasado”. “Un correcto uso de estos medicamentos no es solo responsabilidad de los médicos, sino de todos, porque lo que yo haga va a influir en lo que le pasa a los demás”, subrayó Míguez. Tomar antibióticos cuando no son necesarios y abandonar el tratamiento a medias contribuye a que las bacterias se hagan resistentes, pero también lo hace el uso masivo de estos medicamentos en las granjas de animales, para curarles, en piensos para su engorde o, simplemente, para prevenir las infecciones a las que son más propensos debido a las condiciones en las que son criados. “Los humanos podemos consumir bacterias ya resistentes a esos antibióticos administradas a aves o cerdos”, apuntó el doctor Míguez, quien insistió en que las resistencias antimicrobianas son una problemática “global”, y lo ilustró con el siguiente ejemplo: “Recientemente, llegó a nuestro hospital, procedente de otro centro de España, una paciente con una infección importante y colonizada por una bacteria multirresistente que no tenía nada que ver con el cuadro que motivó su ingreso. Detectamos este problema gracias a que a todos los enfermos derivados de otros hospitales se les hace un despistaje de entrada de un tipo de bacterias multirresistentes. De no haber sido así, y no haberla aislado, podría haber transmitido esa bacteria a otros pacientes, que en caso de estar inmunodeprimidos, tendrían un riesgo mayor de sufrir complicaciones graves o, incluso, fallecer”.