24 de enero 2025
- El estudio, publicado en la revista Nature Communications, ha sido liderado por un grupo de investigación del Centro Nacional de Biotecnología del
CSIC. - El trabajo evidencia la importancia de realizar investigación básica para entender la evolución de la resistencia a antibióticos y poder desarrollar nuevas estrategias para combatirla.
Un nuevo estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) describe un mecanismo de interacción cruzada (crosstalk) entre distintas especies de bacterias intestinales humanas y un plásmido de relevancia clínica. Los plásmidos, fragmentos circulares de ADN independientes de los cromosomas, son capaces de transferirse entre bacterias, incluso entre especies distintas, lo que les permite diseminar genes de utilidad para las bacterias, entre ellos, los genes de resistencia a los antibióticos.
Este trabajo, realizado en colaboración con equipos del Centro de Investigación Biológica en Red de Epidemiología y Salud Pública (CIBER-ESP) del Instituto de Salud Carlos III, el Hospital Ramón y Cajal y el Instituto Pasteur (París, Francia) y publicado en Nature Communications, evidencia la importancia de realizar investigación básica enfocada en entender la evolución de la resistencia a antibióticos, para poder desarrollar nuevas estrategias y combatirla. Este fenómeno de crosstalk es una demostración directa de que un gen presente en un plásmido es capaz de manipular los genes en el cromosoma bacteriano en su beneficio.
Las bacterias son capaces de hacerse resistentes a los antibióticos de manera natural. El uso indebido de estos tratamientos ha acelerado este proceso de evolución, impulsando la aparición y diseminación de bacterias resistentes a cada vez más antibióticos. Existen varios mecanismos que permiten a una bacteria hacerse resistente a los antibióticos. Uno de los más comunes es la adquisición por parte de las bacterias de genes de resistencia contenidos en plásmidos.
Álvaro San Millán, investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y del CIBER-ESP, que lidera el proyecto, describe otros efectos menos positivos de los plásmidos: “Su entrada dentro de la bacteria produce un desajuste en su biología, tener un plásmido supone un esfuerzo extra para la bacteria. Para compensar este esfuerzo, las bacterias modulan sus propios genes: apagan o encienden genes de sus cromosomas según sus necesidades”.
“Para comprender cómo se relacionan los plásmidos y las bacterias desde un punto de vista evolutivo hemos aplicado herramientas computacionales a la investigación biológica,» explica Laura Toribio Celestino, investigadora en el CNB-CSIC. “Estas herramientas nos han permitido analizar la expresión génica de las bacterias, la cantidad de veces que se han leído todos sus genes. Así, hemos podido compararlos con los de una bacteria portadora del plásmido, lo que ha hecho posible entender qué genes bacterianos son importantes para el plásmido”, afirma Toribio.
Por su parte, Alicia Calvo-Villamañán, también investigadora del CNB-CSIC añade: “Una vez identificados los genes clave, los analizamos individualmente mediante diferentes técnicas genéticas. Esto nos permite confirmar la utilidad de cada gen y caracterizar su papel de manera más específica”.
Ariadna Fernández Calvet, colíder del trabajo en el CNB-CSIC, subraya: “Este estudio destaca la necesidad de incluir diferentes metodologías en la investigación científica y subraya el valor crucial de los estudios realizados en bacterias aisladas de pacientes humanos. Estas investigaciones son fundamentales para ayudarnos a comprender cómo evolucionan y se dispersan las resistencias a los antibióticos en el hospedador humano”.
Referencia Científica
Laura Toribio-Celestino, Alicia Calvo-Villamañán, Cristina Herencias, Aida Alonso-del Valle, Jorge Sastre-Domínguez, Susana Quesada, Didier Mazel, Eduardo P. C. Rocha, Ariadna Fernández-Calvez, Álvaro San Millán. A plasmid-chromosome crosstalk in multidrug resistant enterobacteria. Nature communications, https://doi.org/10.1038/s41467-024-55169-y
CNB-CSIC Comunicación