Descifran una nueva estrategia de supervivencia de las bacterias expuestas a los antibióticos

La comprensión puede ser útil para el diseño de fármacos que se dirigen a cepas bacterianas difíciles de tratar, como la tuberculosis resistente a los medicamentos, un problema de salud pública cada vez más urgente. El estudio se basa en 'Mycobacterium Smegmatis', un primo del microbio que causa la tuberculosis, y su respuesta a la isoniazida medicamentos para la TB.

La investigación, por Yuichi Wakamoto de la Universidad de Tokio y Neeraj Dhar del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausanne y sus colegas, aparece en la edición de 04 de enero de 'Science'. La revista es publicada por AAAS, la sociedad sin ánimo de lucro, la ciencia internacional.

Los investigadores observaron ya en 1944 que los antibióticos son menos eficaces contra las poblaciones de células que no proliferan. Más recientemente, los experimentos han demostrado que algunas bacterias sobreviven a la exposición a antibióticos gracias a una población que persisten a la división de células que están presentes en la población, incluso antes de que empezar con el tratamiento antibiótico.

"Este concepto ha sido ampliamente aceptado como una explicación general de la persistencia bacteriana a pesar de su apoyo experimental limitado", dijo por Yuichi Wakamoto de la Universidad de Tokio. Este experto y sus colegas informan ahora que las células que no se dividen no son responsables de la supervivencia de 'M. Smegmatis', ya que de hecho la supervivencia celular no está relacionada con la tasa de crecimiento en absoluto.

En su lugar, los pulsos aleatorios de una enzima bacteriana llamada KatG hacen posible que algunas células sobrevivan a un tratamiento antibiótico. "Nuestros hallazgos exigen la revisión de los mecanismos de persistencia a nivel de una sola célula de las bacterias, incluyendo 'Mycobacterium tuberculosis', que causa la tuberculosis en humanos", dijo Dhar.

Los investigadores estudiaron células individuales 'M. smegmatis' en cultivos de microfluidos, tratados con isoniazida, un "profármaco" que no se activa hasta que se administra y se relaciona con ciertos compuestos en la célula. En el caso de 'M. Smegmatis', es katG la que activa la isoniazida y no se correlacionaron destinos de células individuales con sus tasas de crecimiento, sino más bien con su producción de KatG, ya que cada célula produce katG en pulsos aleatorios que determinan las posibilidades de supervivencia de la célula.

Los investigadores concluyen que en ciertas células, hubo periodos entre pulsos cuando la conversión enzimática del profármaco era apenas posible, con lo que algunas células probablemente evitaron ser asesinadas por el antibiótico activado. "En la actualidad, sólo podemos especular sobre si los mismos o similares mecanismos existen en otras especies bacterianas, aunque creemos que es probable", concluye Wakamoto.