Una nueva arma contra la resistencia a los antibióticos
Combatir la resistencia a los antibióticos capturando bacterias
Identificar rápidamente determinadas bacterias permite optimizar los tratamientos antibióticos. Un equipo de la Universidad de Zúrich, apoyado por la SNSF, ha desarrollado moléculas para detectar y capturar determinadas especies.
El descubrimiento de los antibióticos revolucionó la medicina en el siglo XX, salvando innumerables vidas. Sin embargo, la aparición de bacterias resistentes se ha convertido rápidamente en un nuevo reto. Un factor clave para atajar este problema es poder identificar la bacteria causante de una infección. De este modo, los profesionales sanitarios pueden utilizar antibióticos específicos y eficaces y reducir el riesgo de aparición de nuevas formas de resistencia.
Con el apoyo de la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia (SNSF), los científicos han desarrollado moléculas para detectar ciertas bacterias más rápidamente que antes. Su investigación se ha publicado recientemente en la revista Communications Biology. Estas moléculas allanan el camino para acelerar los métodos de diagnóstico médico, sobre todo -pero no sólo- en casos de infecciones del torrente sanguíneo. "Las moléculas desarrolladas ya se están utilizando en colaboración con la start-up zuriquesa Rqmicro, que proporciona herramientas para controlar la calidad del agua", explica Markus Seeger, el bioquímico que dirigió este estudio en el Instituto de Microbiología Médica de la Universidad de Zúrich.
Acelerar ciertos diagnósticos
"En la carrera entre la evolución de bacterias resistentes y el desarrollo de nuevos antibióticos, no tenemos ninguna posibilidad. Las bacterias llevan millones de años en guerra con los virus y están acostumbradas a evolucionar para escapar de nuevos peligros", afirma el investigador. La única solución que tenemos actualmente es utilizar los antibióticos con eficacia y moderación. Así se evita que las bacterias estén constantemente expuestas a residuos o restos de antibióticos en su entorno, de modo que cuando se utilicen antibióticos para el tratamiento, sigan siendo eficaces para eliminar las bacterias. Esta estrategia requiere diagnósticos médicos lo más rápidos y precisos posible. Sin embargo, los métodos tradicionales de identificación llevan tiempo. Implican recoger bacterias del paciente y cultivarlas hasta que haya suficientes para realizar análisis detallados. La fase de crecimiento puede durar hasta 12 horas para algunas especies, a veces más. A continuación, los análisis duran otras dos horas. Markus Seeger y su equipo pretenden acelerar este proceso: "Nuestra idea es detectar más rápidamente determinadas bacterias, incluso en pequeñas cantidades, dándoles colores específicos. Pretendemos capturarlas directamente en la sangre para aumentar su densidad y analizarlas más rápidamente". Este método no ofrece un diagnóstico concluyente, pero permite confirmar la presencia de determinadas bacterias más rápidamente que con los métodos tradicionales. Esto ahorra un tiempo muy valioso, sobre todo en casos de infecciones del torrente sanguíneo en los que no es posible esperar uno o dos días para realizar análisis detallados".
El equipo de Markus Seeger se concentró en la detección de la bacteria Escherichia coli (E. coli), comúnmente relacionada con las infecciones del tracto urinario y las infecciones del torrente sanguíneo. Además, las tasas de resistencia de esta especie de bacterias aumentaron en Suiza entre 2004 y 2024, cuadruplicándose para ciertas clases de antibióticos. "Saber si una infección implica a Escherichia coli o a otra cosa ya es una buena base sobre la que tomar una decisión inicial sobre qué tratamiento administrar", afirma el bioquímico. De hecho, las herramientas desarrolladas por su equipo ahorrarían unas seis horas de las doce necesarias para los diagnósticos tradicionales.
Penetrar en la "jungla de azúcares"
Markus Seeger y su equipo tuvieron que resolver dos problemas para capturar la Escherichia coli. Por un lado, necesitaban encontrar el cebo adecuado, es decir, un elemento específico común a todas las bacterias Escherichia coli. Por otro, el investigador admite que "subestimó la complejidad de la jungla de azúcares que actúa como barrera alrededor de la bacteria". Esta jungla es tan densa que pocas moléculas pueden penetrar en ella.
Como gancho, los científicos optaron por anticuerpos en miniatura, conocidos como nanocuerpos. Su pequeño tamaño les permite pasar fácilmente entre las ramas de azúcar. Además, son más estables que los anticuerpos convencionales, lo que significa que siguen siendo funcionales durante más tiempo a temperatura ambiente. Se trata de un elemento clave para obtener herramientas de detección que puedan transportarse y almacenarse sin tener que preocuparse por las cadenas de frío. El equipo buscó en una base de datos internacional y en un registro de bacterias detectadas en hospitales suizos. Analizando el genoma de las bacterias del tipo Escherichia coli registradas, se identificó una proteína -OmpA- cuya forma específica sólo se encuentra en Escherichia coli. Posteriormente, el grupo desarrolló nanocuerpos capaces de detectar esta versión de OmpA de forma selectiva y eficaz en más del 90 por ciento de los miembros de la especie. Los nanocuerpos funcionan como un gancho que captura específicamente las bacterias Escherichia coli.
Esta solución permite colorear las bacterias pero no capturarlas. Como explica Markus Seeger, "para detectar Escherichia coli, esto funciona bien. Podemos unir pequeñas moléculas de colorante a los nanocuerpos sin aumentar significativamente su tamaño. Sin embargo, para capturar las bacterias, utilizamos perlas magnéticas más grandes, y no pueden penetrar en la jungla de azúcares que rodea a las bacterias". Por ello, los científicos crearon una especie de caña de pescar para su kit de detección: un hilo molecular desarrollado para conectar los nanocuerpos (el anzuelo) a las perlas magnéticas bloqueadas por los azúcares (el mango). "Ahora tenemos una herramienta para detectar y capturar Escherichia coli. Espero que podamos aplicarla con éxito en el diagnóstico clínico. Ya la estamos utilizando para análisis medioambientales", afirma Markus Seeger.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Michèle Sorgenfrei, Lea M. Hürlimann, Andrea Printz, Fanny Wegner, Damien Morger, Fabian Ackle, Mélissa M. Remy, Grzegorz Montowski, Hans-Anton Keserue, Aline Cuénod, Frank Imkamp, Adrian Egli, Peter M. Keller, Markus A. Seeger; "Rapid detection and capture of clinical Escherichia coli strains mediated by OmpA-targeting nanobodies"; Communications Biology, Volume 8, 2025-7-14
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