Científicos del Instituto Karolinska, en Estocolmo, han logrado una avanzada prueba, barata y eficaz, que en minutos confirma la resistencia de hasta un total de 96 bacterias a los antibióticos. Aseguran que es la antesala a un rápido test de uso clínico.
En un estudio experimental que aparece en Nature Microbiology, científicos suecos y españoles de la empresa 3N Bio, dirigidos por el profesor Vicent Pelechano, explican que esta prueba, denominada 5PSeq, es simple de usar y se basa en secuenciar el ácido ribonucleico mensajero (ARNm) que las bacterias descomponen a medida que sintetizan proteínas.
Esta empresa ha surgido de la incubadora de KI Innovations para desarrollar el método y crear una prueba molecular rápida para uso clínico. La financiación para conseguirla estuvo a cargo del Consejo sueco de Investigación, entre otros organismos.
Pelechano confía en que “pueda ser una de las muchas herramientas que los clínicos necesitan para abordar la resistencia a los antibióticos”. Su equipo comprobó el método en un total de 96 especies bacterianas de diferentes muestras clínicas complejas, entre ellas de materia fecal y de la vagina, pero también en muestras de compost. Después de sólo unos minutos, pudieron ver si las bacterias respondían o no al tratamiento con antibióticos; el efecto fue más notable después de aproximadamente media hora.
El profesor Pelechano opina que “los métodos actuales para comprobar la resistencia a los antibióticos pueden llevar horas o incluso días. En muchas ocasiones, el tratamiento debe administrarse con mayor rapidez para evitar consecuencias graves para el paciente. Debido a esto, a menudo se receta un antibiótico de amplio espectro, lo que aumenta el riesgo de resistencia”.
Resistencia a los antibióticos
Como explican en este trabajo, para comprender mejor la regulación de la biología del ARN en las bacterias, los científicos investigaron la degradación del ARNm en cepas bacterianas de referencia y “microbiomas complejos utilizando secuenciación intermedia (degradoma) de ARNm monofosforilado en 5′ (5’P) optimizada (5PSeq)”.
Asimismo, exploraron el grado en que “el 5’P natural refleja la dinámica de los ribosomas in vivo y caracterizamos el degradoma 5’P en respuesta al estrés ambiental y al tratamiento farmacológico en cepas de referencia y cultivos fecales complejos”.
El siguiente paso fue analizar los patrones de degradación del ARNm en 96 especies cultivables y no cultivables, incluido el organismo modelo B. subtilis.
Además de medir la resistencia a los antibióticos, el método -siempre según este equipo de microbiólogos- se puede utilizar para ayudar a comprender cómo las bacterias manejan el estrés e interactúan entre sí y con sus huéspedes.
El profesor Vicent Pelechano logró el doctorado en Bioquímica por la Universidad de Valencia. Trabajó en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) desde 2009 hasta 2015 y, desde 2016, es profesor asociado del Instituto Karolinska e investigador del Science for Life Laboratory (SciLifeLab) en Suecia, donde dirige su propio grupo de investigación, el Pelechano Lab, formado por 15 investigadores.
Cabe recordar que el profesor Vicent Pelechano ha desarrollado un método sencillo, rápido y barato para poder detectar el SARS-CoV-2, que causa Covid-19.
Ahora, en este estudio que difunde Nature Microbiology, ha participado también el español Jaime Huerta Cepas, del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, de la Universidad Politécnica de Madrid–Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria.
Un laboratorio a imitar
El laboratorio del profesor Pelechano García, del Departamento de Microbiología, Biología Tumoral y Celular, en el Instituto Karolinska, trabaja en las bases moleculares de la heterogeneidad celular no genética.
“Nos centramos en comprender -explica- cómo la variabilidad unicelular, la plasticidad celular y la memoria transcripcional contribuyen a la aparición de células cancerosas persistentes tolerantes a fármacos (es decir, aquellas células que, aunque genéticamente sensibles a un fármaco, no responden a él)”.
Para alcanzar ese objetivo, combinan la disección de los factores genéticos que controlan la heterogeneidad no genética con el desarrollo de nuevas tecnologías del genoma completo para estudiar este proceso.
Otra área de trabajo es la diafonía entre la dinámica de los ribosomas y la degradación del ARNm. Anteriormente, demostraron cómo la existencia de una degradación generalizada del ARNm cotraduccional permite estudiar la dinámica de los ribosomas mediante la secuenciación de los intermedios de degradación del ARNm (5P-Seq).
Usando ese trabajo como punto de partida, diseccionaron la diafonía molecular entre la degradación del ARNm y la dinámica de los ribosomas en múltiples organismos.
Actualmente, caracterizan cómo las alteraciones en el proceso de traducción modulan la estabilidad del ARNm y exploran la utilidad de las firmas de degradación del ARNm como indicadores de la aptitud celular en múltiples organismos (desde bacterias hasta células cancerosas).
Finalmente y dentro del capítulo de Nuevas herramientas para el diagnóstico molecular, el equipo del profesor Pelechano utiliza su experiencia en genómica para mejorar y desarrollar nuevas herramientas de diagnóstico molecular y genómica clínica.
Concretamente, desarrollan enfoques basados en secuenciación para mejorar la estratificación de pacientes con cáncer y para acelerar el diagnóstico de infecciones resistentes a los antimicrobianos.
