El problema de salut que causarà 10 milions de morts en 2050 si no el remeiem

Va dirPasteurque la sort només afavoreix a les ments preparades (lehasardnefavoriseque elsespritspréparés). Potser per això quan, a la volta de vacances, AlexanderFleminges va trobar que un fong havia contaminat els seus cultius d'estafilococs, no es va conformar sense més. En lloc de tirar-los a la paperera va observar que, prop del fong, les colònies d'estafilococs havien mort.

Aquella observació va donar peu al descobriment de la penicil·lina, que va inaugurar l'era antibiòtica. I creguin-me si els dic que els que vivim en aquesta era som uns privilegiats en la història de la nostra espècie. Així ho recull José Antonio Escudero a 20 minutos.

Els antibiòtics són substàncies amb l'extraordinària capacitat de matar bacteris sense fer mal al pacient que sofreix la infecció. Són, probablement, juntament amb les vacunes, un dels avanços científics més importants en medicina.

Els bacteris tornaran a ser la primera causa de mort per a la humanitat

Abans de l'era antibiòtica, les infeccions bacterianes constituïen la primera causa de mort en el planeta. Per això malalties com la pesta, la tuberculosi, la lepra o el còlera són part inherent de la nostra història. Això va semblar arribar a la seva fi quan els antibiòtics van irrompre en escena.

Però no era tan senzill. El primer a advertir-ho va ser el propiFleming. En 1945, en el seu discurs d'obtenció del premi Nobel, va alertar que el mal ús d'aquestes molècules podia seleccionar bacteris resistents. No obstant això, durant les primeres dècades de l'era antibiòtica es van trobar multitud de molècules noves i els tractaments funcionaven sense problemes. Així que els antibiòtics es van usar de manera despreocupada i en quantitats massives.

Avui la cosa ha canviat bastant. Fa dècades que no trobem antibiòtics nous i els bacteris multiresistents (que resisteixen a diverses famílies d'antibiòtics diferents) són el pa el nostre de cada dia als hospitals. De fet, en 2014 es va calcular que la resistència a antibiòtics causava 700.000 morts a l'any i que aquest número es convertiria en 10 milions de morts cada any en 2050.

Si no aconseguim frenar la resistència, els bacteris tornaran a ser la primera causa de mort per a la humanitat, i també es complirà la predicció de LouisPasteurque els microbis tindran l'última paraula (Messieurs, c'estelsmicrobesquiaurontlederniermot).

L'error deinfavalorarals bacteris

Com és que no vam saber predir l'aparició de la multiresistència i la pèrdua d'eficàcia dels nostres tractaments? Perquè, fonamentalment, perquè infravalorem la capacitat d'evolucionar que tenen els bacteris.

Lluny del model senzill de mutació i selecció que vam creure a principis del segle XX que regia l'aparició de resistències, els bacteris tenen múltiples estratègies moltíssim més potents per a superar situacions adverses.

Una d'elles és la transferència horitzontal de gens, que fa que bacteris d'espècies diferents intercanviïn ADN que els pugui resultar útil. Això connecta a qualsevol bacteri que s'enfronta a una amenaça (com per exemple les dels nostres hospitals quan són tractades amb antibiòtics) amb solucions que s'han originat en altres microorganismes de qualsevol altre punt del planeta.

L'altra estratègia que no vam saber predir és l'existència d'un accelerador evolutiu en bacteris anomenatintegrón. Elintegrónés una plataforma genètica que permet als bacteris captar gens que aporten noves funcions, actuant com a memòries que emmagatzemen funcions que són útils per al bacteri. Una de les claus delintegrónés que els gens que van ser útils en un moment donat però ja no ho són tant s'expressen molt poc. És a dir, que suposen una despesa energètica baixa per al bacteri.

Això és fonamental perquè una de les causes per les quals vam creure que els bacteris mai serien multiresistents és que pensem que la resistència comportaria un cost energètic alt. Elintegrónho soluciona expressant poc els gens que no li interessen.

No obstant això aquesta situació no és estàtica: si el bacteri sofreix l'atac dels antibiòtics, elintegróns'activa i reordena els seus gens per a donar amb el gen de resistència a l'antibiòtic que ara la matarà.

En definitiva, elintegrónés com una memòria bacteriana que permet aprendre noves funcions, disminuir la despesa energètica quan aquestes funcions no s'usen, i recordar-les quan tornen a ser necessàries.

Això ens va portar a postular la teoria que elintegrónaporta al bacteri adaptació sota demanda.

Elintegrónen acció

En el nostre últim treball, investigadors de les universitats d'Oxford i Complutense de Madrid hem pogut veure alintegrónen acció i confirmar aquesta teoria. Per a això hem construït dosintegronesque són gairebé idèntics en el bacteri patogen Pseudomonasaeruginosa(un bacteri que produeix infeccions respiratòries).

Tots dosintegronestenen tres gens de resistència en el mateix ordre, de manera que l'últim gen no confereix resistència agentamicinaperquè s'expressa poc (però si el col·loquéssim en primera posició delintegrónaquest gen sí que conferiria resistència). L'única diferència entre tots dosintegronesés que en un d'ells no funciona laintegrasa. Laintegrasaés precisament la proteïna que s'encarrega de captar i reordenar els gens delintegrón.

Usant dos bacteris idèntics excepte pel gen de laintegrasa—en una elintegrónfunciona i en l'altra no— es pot comparar la capacitat de desenvolupar resistències que aporta unintegrón.

Per a això, en el laboratori forcem múltiples poblacions d'aquests dos bacteris a créixer en concentracions cada vegada majors d'aquest antibiòtic. Així, podem valorar la seva capacitat d'adaptació mesurant el nombre de poblacions que sobreviuen i el de poblacions que s'extingeixen quan la concentració de l'antibiòtic augmenta.

A més, hem seqüenciat els genomes de les poblacions a concentracions baixes d'antibiòtic i a concentracions molt elevades.

El que els nostres experiments demostren clarament és que quan elintegrónfunciona permet la supervivència de més poblacions a concentracions altes d'antibiòtic que quan no funciona. La seqüenciació ha demostrat que al principi d'aquesta carrera evolutiva elintegrónrecol·loca a l'atzar els seus gens de resistència generant variabilitat genètica molt ràpid. I sobre aquesta variabilitat pot actuar la selecció per l'antibiòtic.

Això és clau a concentracions majors en les quals trobem exclusivament bacteris que han mogut el gen de resistència agentamicinaa primera posició delintegróni han aconseguit així augmentar la seva resistència.

Al futur, la nostra recerca ajudarà a dissenyar intervencions que disminueixin la resistència i ens ajudin a frenar aquesta pandèmia silenciosa.

José Antonio Escudero, personal docent i Investigador Microbiologia, Universitat Complutense de Madrid.