Este artículo nace como consecuencia de un encargo y de un reto. El encargo, realizado por un amigo, es el de hablar de la terapia antibiótica, sus ventajas y sus inconvenientes; el reto el de explicarlo de forma que una persona con pocos conocimientos biomédicos lo pueda entender. A ver si lo consigo.
1. ¿Qué son los antibióticos?
De forma general, un antibiótico es una sustancia tóxica para un ser vivo. Esta definición no se suele emplear con esta definición cuando hablamos de los antibióticos que compramos normalmente en una farmacia. Los tóxicos farmacológicos los hemos nombrado de diferente forma según el tipo de organismo que mate. Así a los que matan hongos se les llama antifúngicos, los que matan virus se les llama antivíricos, dejando el nombre de antibióticos para aquellos que matan bacterias. Además, el nombre antibiótico se emplea para las sustancias que matan bacterias que están invadiendo nuestro cuerpo, las sustancias que matan bacterias depositadas en superficies o líquidos, en general, se les conoce como desinfectantes. Así que a partir de ahora cuando hable de antibiótico me referiré a sustancias que matan bacterias que nos están infectando.
2. ¿De donde proceden los antibióticos?
Muchos antibióticos son de origen natural. Diversos grupos de bacterias y de hongos producen sustancias con propiedades anti-microbianas. Los microorganismos que viven en el medio ambiente pueden vivir estableciendo relaciones de cooperación (simbiosis) o de competencia entre ellos. Un “arma” que algunas bacterias producen para esa competencia, es la producción de sustancias que pueden matar otros microorganismos, despejando el camino para que ellas proliferen.
Todos hemos oído hablar de la penicilina o la estreptomicina. La primera es producida por el hongo Penicillium, mientras que la segunda es producida por bacterias del grupo Streptomyces. Otros ejemplos de antibióticos naturales son la eritromicina, el cloranfenicol, la kanamicina o la gentamicina.
La industria química ha producido variantes de antibióticos naturales para evitar el problema de las resistencias bacterianas (de las que hablaré más adelante), generando así antibióticos semi-sintéticos, como por ejemplo la ampicilina. A estos hay que añadir antibióticos de nueva síntesis, sustancias con propiedades antibacterianas producidas por la industria farmacéutica, como por ejemplo las quinolonas.
3. ¿Por qué son tóxicos los antibióticos para las bacterias?
Los mecanismos de acción de los antibióticos son muy diversos. Hay algunos que envenenan la producción de la pared, elemento vital en las envueltas de la bacteria. Otros bloquean la síntesis de proteínas al unirse al ribosoma (orgánulo donde se lleva a cabo este proceso) impidiendo el normal funcionamiento de éste. Algunos bloquean a transcripción (proceso por el que los genes codifican el ARN mensajero que posteriormente dará lugar a las proteínas) al inhibir el enzima necesario en dicho proceso. Hay un elevadísimo número de proceso celulares que las bacterias emplean para vivir, y para muchos de ellos existen sustancias que los bloquean.
4. ¿Son inocuos los antibióticos para los humanos?
Aunque compartimos muchas propiedades bioquímicas y genéticas con las bacterias, también hay otras muchas que nos diferencian. Los antibióticos que eligen la industria farmacéutica son precisamente los que actúan sobre procesos diferenciados, los que poseen las bacterias y no los humanos. Por ejemplo, los que actúan sobre la pared bacteria (no presente en nuestras células) o sobre los ribosomas de las bacterias (que son algo diferentes a los humanos).
A pesar de que se buscan antibióticos que actúen sobre esas diferencias, los antibióticos no son completamente inocuos. En primer lugar, se sabe que largas ingestas de algunos antibióticos pueden producir daños en las células encargadas de su metabolismo y excreción, como son las del hígado y las de los riñones. En segundo lugar, algunos antibióticos, especialmente los que afectan los ribosomas bacterianos, pueden dañar las mitocondrias, orgánulos celulares responsables de producir la energía que requiere la célula.
Las mitocondrias poseen ribosomas, y éstos son prácticamente idénticos a los bacterianos; de hecho las mitocondrias comparten un ancestro evolutivo común con las bacterias actuales. En tercer lugar, los antibióticos matan todas las bacterias de forma indiscriminada. En nuestro cuerpo residen muchas bacterias que son importantes en una serie de procesos esenciales (digestión, evitar la colonización de superficies por patógenos, aportan vitaminas, etc). La desaparición de estos microorganismos posee efectos colaterales indeseables como pueden ser problemas gástricos, infección por hongos de las mucosas, etc. Y por último el uso de antibióticos de forma indiscriminada puede generar problemas de resistencias, aspecto que trataré más adelante.
5. ¿Qué son las bacterias resistentes y por qué aparecen?
Las bacterias son organismos vivos, y por tanto sujetos a la evolución biológica. En la naturaleza hay transferencia de genes entre diferentes organismos. Además, los genes no son elementos inmutables, éstos cambian mediante mutación, y algunas de esas mutaciones pueden ser seleccionadas por los organismos portadores. Los productores de antibióticos son resistentes a los mismos, envenenan a las bacterias que les rodean, pero ellos sobreviven. Esto se debe a que poseen genes que codifican proteínas implicadas en resistir a los antibióticos. Pues bien, ya sea porque las bacterias incorporen esos genes, o bien porque su genoma mute, pueden aparecer bacterias que resistan a los antibióticos, y éstos no las maten.
Normalmente, las bacterias pueden pasar a resistir un grupo pequeño de antibióticos (uno o dos), sin embargo desde hace pocos años se está empezando a tener constancia de la existencia de algunas cepas bacterianas que resisten muchos antibióticos diferentes. Cuando estas bacterias son responsables de graves enfermedades (tuberculosis, neumonías, productoras de gangrena, etc), se produce un riesgo sanitario de primera magnitud.
La aparición de estas cepas multirresistentes está ligada a un uso inadecuado de los antibióticos. Cuando se receta un antibiótico, existe un protocolo de dosificación que ha de ser respetado escrupulosamente para no seleccionar las cepas resistentes. Por otra parte, los antibióticos han de ser empleados exclusivamente cuando haya constancia de infección bacteriana que pone en serio peligro la salud del paciente. No se debe usar en infecciones leves (que pueden remitir con otras terapias) o con infecciones víricas. Jamás deben tomarse antibióticos como medida preventiva (al menos sin prescripción facultativa), ya que estamos potenciando la aparición de bacterias resistentes.
Y el problema de las resistencias no se debe solamente a su uso inadecuado en humanos. Los antibióticos también se usan de forma incorrecta (y en ocasiones fraudulenta) en animales de granja (para su engorde) y como conservante de alimentos (especialmente congelado). Estas prácticas también tienen serias consecuencias sanitarias.
6. ¿Cómo son las resistencias a nivel molecular?
Como he indicado anteriormente, cada antibiótico (o grupo de antibióticos) tiene su propia diana molecular en la célula. El mecanismo típico de resistencia consiste en alterar dicha diana para que ésta ya no sea reconocida por el antibiótico. Otro mecanismo muy extendido es el de la aparición de sistemas de transporte que exportan fuera de la célula el antibiótico, alejándolo así de su diana. También existen enzimas en la célula que pueden modificar químicamente el antibiótico, inactivándolo por completo.
7. ¿Cuándo se convierten en un problema los antibióticos?
Los antibióticos constituyen una terapia estupenda contra las infecciones. De hecho, en la historia médica podemos hablar de una era pre-antibiótica y una post-antibiótica. Estos compuestos han salvado millones de vidas y han permitido que operaciones quirúrgicas, que hace menos de un siglo producían una elevada mortalidad, en la actualidad se hagan de forma rutinaria.
Pero los antibióticos tienen efectos secundarios, y deben ser usados como última medida. Imaginemos que nuestro cuerpo es una torre de 50 pisos llenos de oficinas por donde deambulan vigilantes que apagan pequeños incendios que se producen de tanto en tanto. Es posible que por alguna razón, un día el número de vigilantes disminuya de golpe, o que entre un saboteador que acabe con muchos vigilantes. En estos dos casos se puede producir un fuerte incendio, por ejemplo en la planta 25. En ese momento será necesario poner en marcha los aspersores anti-incendio. Sabemos que el agua estropeará material de las plantas donde no hay fuego, pero dado que los vigilantes no pueden con el incendio declarado, si no utilizamos una medida drástica, el fuego se extenderá y destruirá el edificio. Para eso están los antibióticos, para cuando todo falla y tenemos que evitar males mayores. Su uso indiscriminado produce cepas bacterianas multirresistentes, a las que no podremos combatir cuando nos infecten.
Y las bacterias multirresistentes son las que nos muestran que hay que plantearse nuevas estrategia contra los patógenos. La industria farmacéutica cada vez es menos proclive a invertir en el desarrollo de nuevos antibióticos. El rédito que obtienen es bajo: alto coste de investigación para un producto que durará poco en el mercado por culpa de que las bacterias se convierten en resistentes. Es por ello que se investigan nuevas líneas de acción contra las bacterias patógenas. Y ya se han desarrollado algunas, pero ese ya es otro tema.
2. ¿De donde proceden los antibióticos?
Muchos antibióticos son de origen natural. Diversos grupos de bacterias y de hongos producen sustancias con propiedades anti-microbianas. Los microorganismos que viven en el medio ambiente pueden vivir estableciendo relaciones de cooperación (simbiosis) o de competencia entre ellos. Un “arma” que algunas bacterias producen para esa competencia, es la producción de sustancias que pueden matar otros microorganismos, despejando el camino para que ellas proliferen.
Todos hemos oído hablar de la penicilina o la estreptomicina. La primera es producida por el hongo Penicillium, mientras que la segunda es producida por bacterias del grupo Streptomyces. Otros ejemplos de antibióticos naturales son la eritromicina, el cloranfenicol, la kanamicina o la gentamicina.
La industria química ha producido variantes de antibióticos naturales para evitar el problema de las resistencias bacterianas (de las que hablaré más adelante), generando así antibióticos semi-sintéticos, como por ejemplo la ampicilina. A estos hay que añadir antibióticos de nueva síntesis, sustancias con propiedades antibacterianas producidas por la industria farmacéutica, como por ejemplo las quinolonas.
3. ¿Por qué son tóxicos los antibióticos para las bacterias?
Los mecanismos de acción de los antibióticos son muy diversos. Hay algunos que envenenan la producción de la pared, elemento vital en las envueltas de la bacteria. Otros bloquean la síntesis de proteínas al unirse al ribosoma (orgánulo donde se lleva a cabo este proceso) impidiendo el normal funcionamiento de éste. Algunos bloquean a transcripción (proceso por el que los genes codifican el ARN mensajero que posteriormente dará lugar a las proteínas) al inhibir el enzima necesario en dicho proceso. Hay un elevadísimo número de proceso celulares que las bacterias emplean para vivir, y para muchos de ellos existen sustancias que los bloquean.
4. ¿Son inocuos los antibióticos para los humanos?
Aunque compartimos muchas propiedades bioquímicas y genéticas con las bacterias, también hay otras muchas que nos diferencian. Los antibióticos que eligen la industria farmacéutica son precisamente los que actúan sobre procesos diferenciados, los que poseen las bacterias y no los humanos. Por ejemplo, los que actúan sobre la pared bacteria (no presente en nuestras células) o sobre los ribosomas de las bacterias (que son algo diferentes a los humanos).
A pesar de que se buscan antibióticos que actúen sobre esas diferencias, los antibióticos no son completamente inocuos. En primer lugar, se sabe que largas ingestas de algunos antibióticos pueden producir daños en las células encargadas de su metabolismo y excreción, como son las del hígado y las de los riñones. En segundo lugar, algunos antibióticos, especialmente los que afectan los ribosomas bacterianos, pueden dañar las mitocondrias, orgánulos celulares responsables de producir la energía que requiere la célula.
Las mitocondrias poseen ribosomas, y éstos son prácticamente idénticos a los bacterianos; de hecho las mitocondrias comparten un ancestro evolutivo común con las bacterias actuales. En tercer lugar, los antibióticos matan todas las bacterias de forma indiscriminada. En nuestro cuerpo residen muchas bacterias que son importantes en una serie de procesos esenciales (digestión, evitar la colonización de superficies por patógenos, aportan vitaminas, etc). La desaparición de estos microorganismos posee efectos colaterales indeseables como pueden ser problemas gástricos, infección por hongos de las mucosas, etc. Y por último el uso de antibióticos de forma indiscriminada puede generar problemas de resistencias, aspecto que trataré más adelante.
5. ¿Qué son las bacterias resistentes y por qué aparecen?
Las bacterias son organismos vivos, y por tanto sujetos a la evolución biológica. En la naturaleza hay transferencia de genes entre diferentes organismos. Además, los genes no son elementos inmutables, éstos cambian mediante mutación, y algunas de esas mutaciones pueden ser seleccionadas por los organismos portadores. Los productores de antibióticos son resistentes a los mismos, envenenan a las bacterias que les rodean, pero ellos sobreviven. Esto se debe a que poseen genes que codifican proteínas implicadas en resistir a los antibióticos. Pues bien, ya sea porque las bacterias incorporen esos genes, o bien porque su genoma mute, pueden aparecer bacterias que resistan a los antibióticos, y éstos no las maten.
Normalmente, las bacterias pueden pasar a resistir un grupo pequeño de antibióticos (uno o dos), sin embargo desde hace pocos años se está empezando a tener constancia de la existencia de algunas cepas bacterianas que resisten muchos antibióticos diferentes. Cuando estas bacterias son responsables de graves enfermedades (tuberculosis, neumonías, productoras de gangrena, etc), se produce un riesgo sanitario de primera magnitud.
La aparición de estas cepas multirresistentes está ligada a un uso inadecuado de los antibióticos. Cuando se receta un antibiótico, existe un protocolo de dosificación que ha de ser respetado escrupulosamente para no seleccionar las cepas resistentes. Por otra parte, los antibióticos han de ser empleados exclusivamente cuando haya constancia de infección bacteriana que pone en serio peligro la salud del paciente. No se debe usar en infecciones leves (que pueden remitir con otras terapias) o con infecciones víricas. Jamás deben tomarse antibióticos como medida preventiva (al menos sin prescripción facultativa), ya que estamos potenciando la aparición de bacterias resistentes.
Y el problema de las resistencias no se debe solamente a su uso inadecuado en humanos. Los antibióticos también se usan de forma incorrecta (y en ocasiones fraudulenta) en animales de granja (para su engorde) y como conservante de alimentos (especialmente congelado). Estas prácticas también tienen serias consecuencias sanitarias.
6. ¿Cómo son las resistencias a nivel molecular?
Como he indicado anteriormente, cada antibiótico (o grupo de antibióticos) tiene su propia diana molecular en la célula. El mecanismo típico de resistencia consiste en alterar dicha diana para que ésta ya no sea reconocida por el antibiótico. Otro mecanismo muy extendido es el de la aparición de sistemas de transporte que exportan fuera de la célula el antibiótico, alejándolo así de su diana. También existen enzimas en la célula que pueden modificar químicamente el antibiótico, inactivándolo por completo.
7. ¿Cuándo se convierten en un problema los antibióticos?
Los antibióticos constituyen una terapia estupenda contra las infecciones. De hecho, en la historia médica podemos hablar de una era pre-antibiótica y una post-antibiótica. Estos compuestos han salvado millones de vidas y han permitido que operaciones quirúrgicas, que hace menos de un siglo producían una elevada mortalidad, en la actualidad se hagan de forma rutinaria.
Pero los antibióticos tienen efectos secundarios, y deben ser usados como última medida. Imaginemos que nuestro cuerpo es una torre de 50 pisos llenos de oficinas por donde deambulan vigilantes que apagan pequeños incendios que se producen de tanto en tanto. Es posible que por alguna razón, un día el número de vigilantes disminuya de golpe, o que entre un saboteador que acabe con muchos vigilantes. En estos dos casos se puede producir un fuerte incendio, por ejemplo en la planta 25. En ese momento será necesario poner en marcha los aspersores anti-incendio. Sabemos que el agua estropeará material de las plantas donde no hay fuego, pero dado que los vigilantes no pueden con el incendio declarado, si no utilizamos una medida drástica, el fuego se extenderá y destruirá el edificio. Para eso están los antibióticos, para cuando todo falla y tenemos que evitar males mayores. Su uso indiscriminado produce cepas bacterianas multirresistentes, a las que no podremos combatir cuando nos infecten.
Y las bacterias multirresistentes son las que nos muestran que hay que plantearse nuevas estrategia contra los patógenos. La industria farmacéutica cada vez es menos proclive a invertir en el desarrollo de nuevos antibióticos. El rédito que obtienen es bajo: alto coste de investigación para un producto que durará poco en el mercado por culpa de que las bacterias se convierten en resistentes. Es por ello que se investigan nuevas líneas de acción contra las bacterias patógenas. Y ya se han desarrollado algunas, pero ese ya es otro tema.
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