Un estudio encontró que se requieren dosis mucho más altas de antibióticos para eliminar una infección respiratoria bacteriana cuando hay otros microbios presentes. Ayuda a explicar por qué las infecciones respiratorias a menudo persisten en personas con enfermedades pulmonares como la fibrosis quística a pesar del tratamiento.

En el estudio publicado hoy en El Diario ISMEdicen los investigadores que incluso una pequeña concentración de un tipo de microbio en las vías respiratorias puede tener un profundo impacto en cómo otros microbios responden a los antibióticos.

Los resultados subrayan la necesidad de considerar la interacción entre diferentes especies microbianas al tratar infecciones con antibióticos y ajustar la dosis en consecuencia.

«Las personas con infecciones crónicas a menudo tienen coinfección con múltiples patógenos, pero el problema es que no lo tomamos en cuenta al decidir con qué cantidad de un antibiótico en particular tratarlos. Nuestros resultados podrían ayudar a explicar por qué los antibióticos simplemente no funcionan tan bien como deberían en estas personas», dijo Thomas O’Brien, quien realizó la investigación para su tesis doctoral en el Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge y es coautor -primer autor del artículo es.

Las infecciones bacterianas crónicas como las del tracto respiratorio humano son muy difíciles de curar con antibióticos. Aunque estos tipos de infección a menudo se asocian con una sola especie patógena, el sitio de infección a menudo es co-colonizado por una variedad de otros microbios, la mayoría de los cuales normalmente no son patógenos.

Las opciones de tratamiento generalmente giran en torno al control del patógeno y prestan poca atención a las especies que cohabitan. Sin embargo, estos tratamientos a menudo no pueden eliminar la infección. Los científicos hasta ahora han tenido poca idea de por qué esto es así.

Para obtener sus resultados, el equipo desarrolló un modelo simplificado de las vías respiratorias humanas que contiene esputo artificial (‘flema’) químicamente similar a la mucosidad real expulsada durante una infección, llena de bacterias.

El modelo les permitió cultivar de manera estable una mezcla de diferentes microbios, incluidos patógenos, durante semanas. Esto es novedoso porque generalmente un patógeno supera a los otros muy rápidamente y arruina el experimento. Permitió a los investigadores replicar y estudiar infecciones que involucran múltiples tipos de microbios, conocidas como «infecciones polimicrobianas», en el laboratorio.

Los tres microbios utilizados en el experimento fueron las bacterias Pseudomonas aeruginosa y estafilococo aureus, y el hongo Candida albicans — una combinación que se encuentra comúnmente en las vías respiratorias de las personas con fibrosis quística.

Los investigadores trataron esta mezcla microbiana con un antibiótico llamado colistina, que es muy efectivo para matarla. Pseudomonas aeruginosa. Pero si los otros patógenos estuvieran equivocados Pseudomonas aeruginosa, el antibiótico no funcionó.

“Nos sorprendió descubrir que un antibiótico que sabíamos debía eliminar una infección Pseudomonas simplemente no funcionó en nuestro modelo de laboratorio cuando había otros errores», dijo Wendy Figueroa-Chavez, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, coautora del artículo.

El mismo efecto ocurrió cuando la mezcla microbiana se trató con ácido fusídico, un antibiótico que ataca específicamente estafilococo aureus, y con fluconazol – un antibiótico que ataca específicamente Candida albicans.

Los investigadores encontraron que se requerían dosis significativamente más altas de cada antibiótico para matar las bacterias cuando formaban parte de una infección polimicrobiana en comparación con cuando no había otros patógenos presentes.

«Los tres antibióticos específicos de especie fueron menos efectivos contra su objetivo cuando los tres patógenos estaban presentes juntos», dijo Martin Welch, profesor de fisiología y metabolismo microbiano en el Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge y autor principal del artículo.

Actualmente, los antibióticos generalmente solo se prueban en el laboratorio contra el patógeno principal para el que están diseñados para determinar la dosis efectiva más baja. Pero cuando se usa la misma dosis para tratar una infección en una persona, a menudo no funciona, y este estudio ayuda a explicar por qué. El nuevo sistema modelo permitirá probar la eficacia de nuevos antibióticos potenciales frente a una mezcla de especies microbianas juntas.

Las infecciones polimicrobianas son comunes en las vías respiratorias de las personas con fibrosis quística. A pesar del tratamiento con altas dosis de antibióticos, estas infecciones suelen persistir durante mucho tiempo. Las infecciones respiratorias crónicas en personas con asma y enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) también suelen ser polimicrobianas.

Mirando el código genético del Pseudomonas Los investigadores pudieron localizar mutaciones específicas en bacterias en su mezcla cultivada en laboratorio que conducen a esta resistencia a los antibióticos. Se encontró que las mutaciones ocurrían con mayor frecuencia cuando también estaban presentes otros patógenos.

Comparación con el código genético de 800 muestras de Pseudomonas de todo el mundo reveló que estas mutaciones también ocurrieron en pacientes humanos infectados con Pseudomonas y tratado con colistina.

«El problema es que tan pronto como usas un antibiótico para tratar una infección microbiana, el microbio comienza a desarrollar resistencia a ese antibiótico. Esto ha estado sucediendo desde que se utilizó la colistina a principios de la década de 1990. Este es otro recordatorio de la necesidad urgente de encontrar nuevos antibióticos para tratar las infecciones humanas», dijo Welch.

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