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27 de junio de 2016
Si la tendencia en el uso exagerado de antibióticos continúa, dentro de unos años las enfermedades infecciosas resistentes a esos fármacos podrían ser una de las principales causas de muerte, advirtió Rafael Peña Miller, del Centro de Ciencias Genómicas (CCG) de la UNAM. Continue reading Se debe reducir dramáticamente el consumo de antibióticos-UNAM
Entre una generación y otra, las bacterias generan mecanismos para defenderse de los antibióticos que los humanos han desarrollado para destruirlas y prevenir enfermedades.
Uno de ellos es la generación de minúsculas bombas que se anclan en la membrana y expulsan del interior celular al medicamento. Estos procesos, que se transmiten (o heredan) de la célula madre a las hijas, constituye un mecanismo de defensa que hace que las bacterias nazcan resistentes a los antibióticos.
“Ese mecanismo es como si dichos microorganismos vomitaran”, resumió Maximino Aldana González, investigador del Instituto de Ciencias Físicas (ICF) de la UNAM.
Estudioso de las propiedades dinámicas de los sistemas complejos, el doctor en física y secretario Académico del ICF ha llegado a estas conclusiones tras abordar, desde la física no lineal, los procesos biológicos que realizan las bacterias para sobrevivir ante la presencia de diversos tipos de fármacos.
En el campus Morelos de la UNAM, Aldana interpreta con ecuaciones, simulaciones y cómputo de alto rendimiento datos experimentales de grandes grupos de bacterias que le comparte un colega de la Universidad de Harvard.
Desde su singular abordaje, el físico ha encontrado el mecanismo desarrollado por el sistema de bacterias para defenderse y la forma en que lo replican sus descendientes, quienes parecen “aprender” la lección de lucha contra los fármacos.
Esos microorganismos se reproducen un millón de veces más rápido que los humanos y son sensibles a estímulos externos, por eso han ganado la batalla contra los medicamentos, al producir generaciones cada vez más resistentes.
Complejidad contra reduccionismo
Por años, la ciencia se basó en el paradigma reduccionista, al estudiar las partes de los sistemas con la esperanza de entender cómo funciona el sistema completo, recordó Aldana.
“El ejemplo que ilustra este paradigma y su fallo es el cerebro, del que se conocen a detalle muchos mecanismos de las neuronas, pero poco se sabe de su funcionamiento integral”, dijo.
El reduccionismo no resulta bien para los sistemas complejos y es insuficiente al poner mil millones de neuronas juntas para entender un sistema autónomo como el cerebral, capaz de generar el pensamiento abstracto y la creatividad.
“Esa forma de estudio que analiza las partes para entender el todo no ayuda a comprender los sistemas interconectados, por eso hoy el reduccionismo, que orientó buena parte de la ciencia en épocas pasadas, falla para entender sistemas compuestos de muchas partes que interactúan de forma complicada”, destacó.
En contraste con esa perspectiva, desde la segunda mitad del siglo XX se ha impulsado el estudio de los sistemas complejos, una rama de la física con herramientas para explicar fenómenos de la biología, la economía y la sociedad.
“Se caracterizan por buscar una descripción y explicación completa del sistema, no sólo de sus partes. Más que a lo complicado (que lo es), el concepto se refiere al parecido con un complejo industrial, integrado por muchas partes que interaccionan entre sí de una forma no lineal, en la que no podemos predecir cuál será el efecto de esa interacción”, apuntó.
Mientras en la linealidad una pequeña perturbación del sistema causa una leve transformación del resultado, que será del doble si la modificación inicial se duplica, en la complejidad una ligera perturbación puede generar un cambio gigantesco, como una célula que muta en su ADN, ejemplificó.
“Una solo cambio celular puede causar una enfermedad tan grave como la anemia falciforme, que impide a los humanos capturar el oxígeno y sobrevivir; pero en otros casos una o dos mutaciones pueden no ser significativas para el sistema en su conjunto”.
Otra característica de los sistemas complejos son los fenómenos emergentes, que no prevalecen en cada parte, sólo en el colectivo. “No hay inteligencia en una neurona, es una propiedad que surgió de todo el sistema cerebral y la podemos entender al estudiar el sistema completo”, recalcó.
Las propiedades emergentes explican fenómenos complejos como la vida o la enfermedad, que afectan a todo el sistema, insistió.
Bacterias que afectan en México
Desde la dinámica de los sistemas complejos, que son abiertos e interactúan con su entorno, del que reciben señales externas, Aldana aborda a las bacterias y su resistencia a los medicamentos. “Queremos entender sus propiedades estructurales y dinámicas, cómo responden a este estímulo externo de los fármacos”.
Entre sus logros, ha encontrado que heredan a sus descendientes información epigenética, es decir, características logradas durante el desarrollo, algo que los mamíferos y otras especies llamadas “superiores” no pueden hacer.
Con datos experimentales de 100 mil células bacterianas, el investigador del ICF simula estos comportamientos para analizar cuántos microorganismos sobreviven y cuántos mueren ante un ataque antibiótico.
“Son hasta mil veces más resistentes que las bacterias normales, ahora nos interesa iniciar estudios de la dinámica de las que más afectan a la población mexicana”, adelantó.
Para ello, se pretende iniciar un trabajo conjunto con el Instituto Nacional de Salud Pública, a fin de obtener datos experimentales que luego se puedan analizar en simulaciones.
Créditos: UNAM-DGCS-123-2014
5 de abril de 2011
• De no emprender acciones, regresaremos a una era preantibiótica, advirtió Antonio Villa Romero, de la Facultad de Medicina de la UNAM
El mayor avance en la medicina moderna es el descubrimiento de los medicamentos antimicrobianos: antibióticos, agentes quimioterapéuticos, antifúngicos, antiparasitarios y antivíricos. Sin embargo, la resistencia a estos fármacos avanza a niveles preocupantes. Es necesario emprender acciones para contrarrestar esta situación, “de lo contrario, regresaremos a una era preantibiótica”, advirtió Antonio Villa Romero, de la Facultad de Medicina (FM) de la UNAM.
El Día Internacional de la Salud 2011, que se celebra el 7 de abril, está dedicado a este asunto. La Organización Mundial de la Salud (OMS) solicitará mayor compromiso para detener su propagación, específicamente, en tres enfermedades: tuberculosis, paludismo y Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH).
“El énfasis radica en el avance alarmante, en algunas regiones, de casos provocados por cepas multirresistentes”, explicó el académico.
La OMS pedirá a gobiernos e instancias interesadas que apliquen políticas y prácticas para prevenir y contrarrestar la aparición de microorganismos resistentes. “Es fundamental para mantener la eficacia de estos medicamentos y garantizar su disponibilidad a generaciones futuras”, subrayó.
Debido a las facilidades de comunicación terrestre, un enfermo puede trasladarse, en pocas horas, a otro continente. La propagación de estos casos es impresionante, por ello, la lucha global es prioritaria, detalló.
En México, las restricciones en la venta de antibióticos obedecen a las políticas recomendadas por el organismo internacional, para afrontar la situación, aunque no se dispone de datos confiables al respecto, refirió.
Resistencia a los antimicrobianos
Los microorganismos poseen la capacidad de mutar, para crear genes resistentes a los antimicrobianos y sobrevivir. El seguimiento inconcluso de tratamientos, dosis insuficientes de fármacos y automedicación, facilitan este proceso.
El interés de la OMS se enfoca a tres enfermedades, sin embargo, existen otros padecimientos que merecen atención, como las infecciones causadas por el Staphylococcus aureus, que ha desarrollado tolerancia a la meticilina.
Es una bacteria que habita en la piel humana y ante ciertos males puede multiplicarse. En casos de diabéticos con úlceras en extremidades, “prolifera y provoca infecciones graves, que ponen la vida en peligro”, ejemplificó.
En el caso de las infecciones respiratorias, se favorece el uso no justificado de antibióticos para su tratamiento por insistencia de los pacientes. Al ser de origen viral, en gran parte de ellas se genera resistencia a los fármacos.
Además, las personas interrumpen sus tratamientos si se sienten bien; sin embargo, el microorganismo no desaparece y el individuo se convierte en “portador asintomático”, un foco de infección para los demás, mientras la bacteria muta en una especie más tolerante a la sustancia usada.
Día Mundial de la Salud
En 1948, la Primera Asamblea Mundial de la Salud propuso que se estableciera esta efeméride, para celebrar la fundación de la Organización Mundial de la Salud.
Desde 1950, se conmemora cada 7 de abril. Todos los años se elige un tema relacionado para colocarlo en la agenda global y llamar la atención de los gobiernos.
En el siglo pasado, las muertes por desnutrición, diarrea e infecciones respiratorias, ocupaban el primer lugar en el país, pero con el uso de antibióticos y el acceso a mejores servicios de salud disminuyó el registro.
Actualmente, México ocupa el primer sitio en el mundo en obesidad infantil y el segundo en adulta, lo que convierte al país en un símbolo de este problema, que se incrementa en el orbe aunado a la urbanización y el consumo excesivo de alimentos industrializados.
La OMS identifica en la reducción de la actividad física y en el aumento de la ingesta de hidratos de carbono y grasas saturadas, la acentuación del sobrepeso que, a su vez, deriva en mayores niveles de mortandad por enfermedades cardiovasculares, infartos y ciertos tipos de cáncer, refirió.
La falta de compromiso de la población para seguir hábitos saludables; los intereses de grandes consorcios por vender comida chatarra en escuelas y la nula cultura de actividad física son factores que inciden en el incremento de padecimientos crónicos en la nación.
“El Día Internacional de la Salud debe servir para inculcar en los mexicanos un modo de vida saludable, es decir, insistir en la reducción del consumo de azúcares, grasas, bebidas alcohólicas, tabaco, y, en contraparte, aumentar el de fibra, agua, verduras y frutas”, concluyó.
Créditos: UNAM-DGCS-200/2011/unam.mx
17 de septiembre de 2010
• Descubierto en personas de Asia y el Reino Unido, el gen Nueva Delhi metalo-beta-lactamasa-1 provoca que una nueva bacteria sea muy resistente a la mayoría de los antibióticos
• Además, le permite producir una enzima, que le da la capacidad de inactivar, además de los antibióticos beta-lactámicos comunes, los del grupo de los carbapenémicos, más potentes y con un espectro más amplio, dijo José Luis Puente, del IBt
Un nuevo gen descubierto en personas de Asia y Reino Unido, llamado NDM-1, provoca que una bacteria sea muy resistente a la mayoría de los antibióticos, lo que lo convierte en una amenaza para el desarrollo de “superbacterias” capaces de enfermar a los seres humanos aunque se les trate con medicamentos convencionales.
Sobre el hallazgo, publicado en la revista The Lancet Infectious Diseases, José Luis Puente, jefe del Departamento de Microbiología Molecular del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, explicó que las bacterias multi-resistentes que portan el gen NDM-1 son también portadoras de secuencias de ADN que les proporcionan resistencia para otro tipo de antibióticos, y esto es lo que las convierte en una amenaza.
Pacientes en los que se ha aislado una bacteria con tal resistencia recibieron algún tipo de tratamiento médico en Asia del sur, pero la reciente aparición de casos en otros países ha llamado la atención de las autoridades de salud y generado alerta.
“La mayoría de las cepas bacterianas aisladas de enfermos en las que se identificó el gen NDM-1, fueron sensibles a otros antibióticos por lo que, en general, las infecciones causadas por ellas han podido ser tratadas exitosamente”, reconoció José Luis Puente.
Pero advirtió que el problema potencial es que la tolerancia sea adquirida por otros microorganismos que poseen resistencia a otros fármacos, o que sean causantes de enfermedades más peligrosas.
El gen NDM-1
En agosto pasado, investigadores de la Universidad Cardiff descubrieron el gen, al que llamaron Nueva Delhi metalo-beta-lactamasa-1 (NDM-1), en personas de Asia y Reino Unido.
“La relevancia del gen NDM-1 es que les permite producir una enzima que por sí sola les da la capacidad de inactivar, además de los antibióticos beta-lactámicos más comunes, también los del grupo de los carbapenémicos, que son más potentes y con un espectro más amplio, los cuales se utilizan en casos de multi-resistencia y de infecciones que no responden a otros tratamientos, sobre todo en el ambiente hospitalario”, detalló.
Aunque fue recientemente identificado, la resistencia a los carbapenémicos no es nueva, pues casos de bacterias tolerantes a esos antibióticos han sido reportados en años anteriores.
“Lo preocupante de esa enzima es que tiene la capacidad de inactivar un espectro muy amplio de antibióticos y, por tanto, proporcionar multi-resistencia”, precisó Puente.
El NDM-1 está presente en un elemento genético denominado plásmido, que puede movilizarse entre diferentes bacterias y facilitar su adquisición por organismos que nunca han estado expuestos a este tipo de antibióticos.
Créditos: UNAM. DGCS-549/unam.mx
16 de mayo de 2010
• Utilizados contra la tuberculosis, la estreptomicina y sus derivados, provocan daño irreversible en el oído, advirtió Graciela Meza Ruiz, del Instituto de Fisiología Celular
La estreptomicina, un antibiótico que en México se utiliza en el tratamiento contra la tuberculosis, causa sordera en los pacientes, advirtió Graciela Meza Ruiz, investigadora del Instituto de Fisiología Celular (IFC) de la UNAM.
“Los médicos saben que la estreptomicina y sus derivados, la kanamicina, la gentamicina y la amikacina, causan sordera, pero los siguen recetando porque son muy eficientes para tratar la tuberculosis, están en el cuadro básico de medicamentos y son baratos. Es una irresponsabilidad, porque el daño es irreversible”, alertó la doctora en bioquímica.
El problema, añadió la experta en fisiología y bioquímica del oído, es que esos antibióticos, además de destruir la bacteria causante de la tuberculosis, destruyen las células del oído.
“En las cajitas donde vienen empacados esos medicamentos se advierte que pueden alterar el equilibrio, causar sordera y ocasionar lesiones renales”, comentó la investigadora adscrita al Departamento de Neuropatología Molecular del IFC.
También, ocasionan movimientos incontrolables de los ojos, mareo, vértigo y ataxia, descoordinación de diferentes partes del cuerpo, como brazos y piernas; por tanto, impide caminar correctamente.
La investigadora añadió que estos tres antibióticos, pertenecientes al grupo de los aminoglucósidos –descubiertos en la década de 1940 en Estados Unidos y utilizados por largo tiempo para combatir diferentes infecciones-, están prohibidos en varios países, debido a sus efectos secundarios.
“Se utilizan indistintamente en México para abatir la tuberculosis, con dosis fuertes de hasta un gramo diario, durante seis meses o un año”, detalló.
Sin embargo, comentó Meza Ruíz, existe una medicina alternativa contra la tuberculosis, que no genera sordera, compuesta por tres sustancias: rifampicina, isoniazida y pirazinamida. Es 10 veces más cara, pero no daña al oído.
Daño celular y molecular
En su laboratorio, la universitaria ha realizado investigación experimental con ratas, para identificar los daños de la estreptomicina y sus derivados en el oído, órgano escondido en el hueso temporal, que se ubica en el cráneo.
“Esto permite el paso de la estreptomicina y sus derivados del torrente sanguíneo, al interior del oído, donde esas sustancias se acumulan. En vez de degradarse, permanecen dentro, causando la muerte de células muy específicas”, explicó.
De los miles de millones de células que existen en el cerebro, unas 20 mil son exclusivas del sistema auditivo, de ahí que los daños por lesiones dificulten su reposición de manera natural.
La especialista añadió que en las primeras etapas de acumulación del fármaco, cuando se ataca a las células del sistema vestibular del oído, el paciente con tuberculosis siente mareo, visión borrosa y dificultad para caminar. Conforme avanza el tratamiento y aumenta daño a las células auditivas, la persona se queda totalmente sorda.
Mutación en el ADN mitocondrial
Cuando estudiaba en el laboratorio el blanco molecular de la estreptomicina, Graciela Meza indagó por qué algunos pacientes quedan sordos en poco tiempo, mientras otros, con el mismo tratamiento, tienen un daño gradual.
“Encontramos que la acción de la estreptomicina y sus derivados se exacerba en aquellos que tienen una mutación en el ADN mitocondrial, que los vuelve hipersensibles al medicamento”, comentó.
Otras investigaciones realizadas a poblaciones orientales, árabes y españolas, habían ubicado esa mutación, que no se encontró en poblaciones mexicanas de individuos con tuberculosis.
El ADN mitocondrial es un material genético ubicado en la mitocondria celular, que es la “fábrica de energía” indispensable para la sobrevivencia de las células. Distinto del ADN nuclear, el mitocondrial se hereda a los hijos a través de la madre.
“En pacientes con mutación en el ADN mitocondrial, la muerte celular es más rápida, pues no hay energía para mantener con vida a las células”, explicó Meza.
En su estudio, identificó en un individuo del Distrito Federal una mutación en el ADN mitocondrial, que no había sido descrita antes en la literatura científica, y nos aprestamos a buscarla en otros pacientes y en la población en general.
Diseña prueba sanguínea
Para detectar alguna mutación en la mitocondria de manera fácil y sencilla, Meza Ruiz ha desarrollado una prueba, que consiste en una toma de sangre de la persona que será sometida a tratamiento con estreptomicina y sus derivados.
“Si se comprueba que el paciente tiene la mutación, podemos recomendar científicamente que se utilice en su tratamiento el medicamento alternativo. Lo ideal es que nadie sea tratado con estos antibióticos dañinos, pero con la prueba de sangre, al menos podremos sugerir que se proteja a los que tienen mayor riesgo”, finalizó.
Créditos: UNAM. DGCS -298/unam.mx