Mira cómo las bacterias se vuelven inmunes a los antibióticos

En una idea cinematográfica, científicos de la escuela Médica de Harvard y el Instituto Israelí de Tecnología (Technion) diseñaron una forma simple de observar cómo una bacteria se mueve mientras se vuelve inmune a los medicamentos.

Los experimentos, descritos en la última edición de Science, tienen por finalidad proveer el primer vistazo a gran escala de las maniobras de la bacteria frente a altas dosis de antibióticos y su adaptación para sobrevivir –y prosperar a pesar de ellos.

El equipo construyó una placa de Petri (de 2 por 4 pies) y la llenó con 14 litros de agar, una gelatina de hierbas marinas para nutrir organismos cuando crecen.

Con el fin de observar cómo la batería Escherichia coli se adaptaba a dosis de antibióticos cada vez más altas, los científicos dividieron el plato en secciones y los rellenaron con varias dosis de medicina. Los bordes más externos del plato no tenían medicamento; la siguiente sección tenía una pequeña cantidad de antibiótico –un poco más del mínimo para matar a la bacteria; y cada sección subsecuente tenía un incremento de 10 veces la dosis. Finalmente, el centro contenía 1.000 veces el monto de antibióticos de la sección con la menor dosis.

Por dos semanas, una cámara desde el techo tomó capturas periódicas para un montaje. Resultó una poderosa visualización de movimiento, muerte, supervivencia y evolución bacterial, todo visible al ojo desnudo.

El dispositivo, llamado plato MEGA (Arena de Evolución y Crecimiento Microbial), representa una plataforma simple y realista para explorar los retos evolucionarios que fuerzan a organismos a cambiar o morir, dijeron los investigadores.

Si el disco no es un espejo real y perfecto de lo que hacen las bacterias, simula la realidad de las bacterias más fielmente de lo que laboratorios comunes pueden. Este método, que usa antibióticos que varían progresivamente, supera al clásico –donde el organismo enfrenta dosis homogéneamente mezcladas.

Además de lograrse una forma muy telegénica de mostrar la evolución de las bacterias, se llegó a algunas conclusiones.

Se halló que las bacterias se expanden hasta que chocan con una dosis de antibióticos, momento en que dejan de crecer. En cada nivel de antibióticos, un pequeño grupo de bacterias se adaptó y sobrevivió: su resistencia se debió a la acumulación sucesiva de cambios genéticos.

Los descendientes de los mutantes resistentes se mudaron a espacios con altas dosis de medicamentos, hasta que se toparon con concentraciones que no pudieron resistir.


Así se comportaron las bacterias en el tiempo.

Se concluyó que mutantes de baja resistencia dieron lugar a otros de moderada resistencia, generando cepas de resistencia ante dosis de antibióticos más altas.  

En una impresionante demostración de adquisición de resistencia, las bacterias se trasladaron a la más alta dosis de remedios. En 10 días, produjeron cepas mutantes capaces de sobrevivir a dosis de trimetoprima 1000 veces más fuerte de las que mató a sus progenitores. Al usar otro antibiótico –ciprofloxacina- la bacteria desarrolló 100.000 veces la resistencia a la dosis inicial.

Los mutantes más resistentes no siempre fueron los más rápidos: a veces se quedaron detrás de cepas más débiles que enfrentaron a dosis más altas de antibióticos. Esto rompió viejas creencias –como que solo las bacterias más fuertes resisten a altas concentraciones.

“Vimos que la evolución no siempre es conducida por los más resistentes”, reveló el trabajo. Algunas veces los que llegan primero no son los más fuertes. Quienes evolucionan primero se basan más en la proximidad (a los medicamentos) que en la fuerza de su mutación.

Daniel Meza

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