Si esto fuese el universo Marvel, Alejandro Couce podría ser una especie de Dr. Strange. No es capaz de ver múltiples futuros. O sí. Al menos en lo que a resistencia a antibióticos se refiere. El grupo que dirige este gallego ha conseguido trazar un mapa de todas las posibles rutas evolutivas de una enzima, KPC-2, que otorga resistencia a las bacterias contra antibióticos tan utilizados como la penicilina y la amoxicilina.

A través de la evolución experimental, una disciplina relativamente reciente, han conseguido reproducir en el laboratorio las vías evolutivas que podría tomar la variante dominante y de este modo, poder adelantarse a los acontecimientos en esa pandemia silenciosa que es la resistencia a los antibióticos.

De algún modo, prepararse para lo que predicen múltiples futuros evolutivos sobre esta enzima, que en pocos años se ha extendido por todo el mundo y que ha causado brotes con mortalidades superiores al 40 % y un impacto sanitario enorme, marcado por hospitalizaciones prolongadas y tratamientos costosos.

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Tamara Montero

Lo que han hecho es exponer todos los días a un antibiótico que otorgaba poca resistencia —y que se está usando bastante en la práctica clínica— para ver si KPC-2 desarrollaba la capacidad de comérselo. «Lo que encontramos es que su capacidad de resistencia evoluciona rapidísimo», aclara Couce. Lo novedoso de esta investigación, publicada en Nature Ecology & Evolution, es ese mapa detallado de las posibles rutas evolutivas que puede tomar la enzima. Han seguido 42 linajes y han encontrado 18 rutas mutacionales que van haciendo que KPC-2 sea cada vez más resistente.

«Al ser una enzima, también podemos caracterizarla con mucho detalle», dice Couce, Es decir, interrogarla sobre cosas. Como si tiene alguna debilidad. Por ejemplo, una variante desarrolla resistencia, pero se vuelve débil al calor. Otra genera resistencia contra un antibiótico pero a cambio pierde la capacidad de comerse otros, con lo que sería posible combatirla con una nueva combinación farmacológica. O puede desarrollar mayor resistencia sin adquirir debilidad alguna y generar superbacterias, pero en ese caso, los servicios de epidemiología pueden incrementar la vigilancia sobre esa variante de alto riesgo.

Otro de los peligros de KPC-2 es su capacidad para saltar entre diferentes tipos de bacterias. Son los conocidos como genes saltarines, plásmidos que llevan básicamente genes de resistencia y genes que permiten que salten de una a otra bacteria. La estrategia que utilizan estos plásmidos es pasar a la bacteria más cercana cuando hay estrés en la célula. Y el ser humano ha creado una tormenta perfecta que favorece esos saltos, ya que en la actualidad se pueden detectar antibióticos hasta en la selva, incluso en el permafrost.

Es más, en ocasiones, unas enzimas se asocian con otras que resisten otros espectros antibióticos, con lo que se pueden generar bacterias con amplísima inmunidad.

El mapa del futuro evolutivo que han cartografiado en el laboratorio de la Universidad Politécnica de Madrid permite ver también que algunas de las variantes de KPC-2 que se han analizado pierden capacidad para saltar entre especies. Eso podría permitir, por ejemplo, diseñar modelos epidemiológicos que calculen las probabilidades de que una bacteria en concreto cuente con una variante de alto riesgo que a haga resistente y tomar decisiones en función de esa información.

Una investigación con potencial para ser aplicable a otros genes y así crear un «atlas evolutivo» de la resistencia

El incremento de las capacidades de secuenciación de los hospitales permite hoy conocer cientos de variantes de KPC-2. La investigación del equipo de la Politécnica de Madrid puede arrojar luz sobre la variabilidad, que hasta ahora no se entendía del todo. Es decir, aportar conocimiento desde la ciencia básica a la que se dedica el grupo de este coruñés.

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La Voz

La investigación del Evolutionary Systems Genetics of Microbes Lab que dirige Alejandro Couce está centrada en KPC-2, pero tiene potencial para ser aplicada a otros genes de resistencia. «Hay un montón de otras enzimas y la pregunta es ahora si lo que hemos encontrado es la excepción o lo común, si al repetirlo con otro supergen aparecerán 20 trayectorias o solo una. Ahora llegan las preguntas sobre hasta qué punto esto es universal», dice Couce.

Porque el potencial es enorme. En lugar de esperar a que variantes peligrosas aparezcan en hospitales, los científicos podrían forzarlas en cepas inofensivas de laboratorio bajo condiciones controladas, identificarlas en tiempo real y medir de manera precisa su impacto en la resistencia. Como resultado, se generaría una especie de atlas evolutivo que muestra atajos recurrentes, combinaciones de alto riesgo y también callejones sin salida que podrían aprovecharse con tratamientos combinados. «Como si fuese el ajedrez, calculo trayectorias y juego la partida en función de eso», ilustra el investigador coruñés.

El poder de la ciencia básica

«Es un trabajo que tenemos que hacer las personas que nos dedicamos a ciencia más fundamental», afirma Alejandro Couce, que también resalta la ventaja de que los resultados de este tipo de proyectos se pueden comparar también con lo que los profesionales clínicos ven en su práctica diaria. De hecho, la investigación de Couce está también marcada por una experiencia que vivió durante su primera estancia posdoctoral en Francia: el jefe de departamento de la facultad de Medicina en la que estaba, abatido, le mostró una noche una bacteria con la que estaba trabajando y que había matado a una mujer joven, sin patologías previas.

El tiempo es clave en la resistencia antibiótica: usar fármacos de primera línea a los que la bacteria es inmune otorga más horas a la infección para progresar e invadir nuevos tejidos, volviéndola más peligrosa.

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