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Se detectan 2.561 genes que confieren resistencia colectiva a algunos de los antibióticos más utilizados

El riesgo sanitario global que suponen los genes resistentes a antibióticos (GRA) es un desafío para el sistema sanitario y, a su vez, una alerta para las personas. La amenaza reside en que el cuerpo humano no procesa correctamente la información de los tratamientos clínicos administrados contra los patógenos. Esta es una realidad en aumento, que hace cada vez más complejo el tratamiento de enfermedades humanas, si bien también afecta a animales. El reciente estudio Assessment of global health risk of antibiotic resistance genes, publicado en Nature Communications, detecta 2.561 genes que confieren colectivamente resistencia a 24 clases de antibióticos (en base a la Base de Datos Integral de Investigación de Antibióticos) y llega a una conclusión a tener en cuenta: el 23,78% de estos genes supone un riesgo para la salud humana porque confiere resistencia a múltiples fármacos y, como consecuencia, sofistica cada vez más los tratamientos clínicos. Este 23,78% es el  bautizado como grupo de genes de riesgo, por su resistencia.

Casi la mitad de los 2.561 genes resistentes a antibióticos identificados tienen presencia simultáneamente en diversos hábitats, sobre todo los que confieren resistencia a algunos de los antibióticos utilizados más ampliamente hoy en día.

Un dato representativo es que casi la mitad de los 2.561 GRA identificados tienen presencia simultáneamente en diversos hábitats, sobre todo los genes que confieren resistencia a algunos de los antibióticos utilizados más ampliamente hoy en día.  Ahora bien, la distribución global de los genes resistentes a antibióticos, basada principalmente en su número y abundancia, es relevante pero insuficiente para evaluar el riesgo sanitario que suponen.

Uno de los objetivos de la investigación es cuantificar y estandarizar las amenazas de la resistencia a los antibióticos en todo el mundo, con el objetivo de mejorar la toma de decisiones en las políticas sanitarias públicas. El grupo de especialistas asegura que vigilar el riesgo que suponen los genes resistentes a antibióticos debería ser una prioridad de cooperación mundial.

El 23,78% de los genes resistentes a antibióticos confieren resistencia a múltiples fármacos y, como consecuencia, sofistican cada vez más los tratamientos clínicos.

El estudio ha sido impulsado por un equipo internacional en el que se incluye el investigador del CREAF y del CSIC Josep Peñuelas y está liderado por el investigador Haifeng Qian de la  Zhejiang University of Technology (China). «La resistencia a los antibióticos es una evidencia más del drástico cambio que está experimentando la microbiota humana en todo el mundo», afirma Josep Peñuelas, cuya dedicación científica sigue explorando el concepto ‘One health’, entre muchos otros. El trabajo publicado en Nature Communications ha tenido en cuenta la accesibilidad de los GRA en humanos y animales, su movilidad, la patogenicidad que producen y la disponibilidad clínica para testear las pruebas, en un análisis metagenómico de 4.572 muestras procedentes de 6 hábitats distintos. El trabajo publicado en Nature Communications ha tenido en cuenta la accesibilidad de los GRA en humanos y animales, su movilidad, la patogenicidad que producen y la disponibilidad clínica para testear las pruebas, en un análisis metagenómico de 4.572 muestras procedentes de 6 hábitats distintos.

Imagen: dominio público.

Cómo se disemina un gen resistente

La actividad humana es la principal diseminadora de los genes resistentes a antibióticos, debido al uso intensivo de este medicamento para combatir infecciones bacterianas. Ahora bien, hoy la resistencia en sí misma no la provocan los humanos, ya que estos genes existían antes de la era de los antibióticos y se habían detectado en heces humanas del Paleolítico y en el permahielo.

Los resultados obtenidos implican que la actividad humana es la principal diseminadora de los genes resistentes a antibióticos, debido al uso frecuente e intensivo de este tipo de medicamento para combatir infecciones bacterianas, tanto en medicina como en ganaderia. Ahora bien, la resistencia en si misma no la provoca la actividad humana actual, ya que los GRA existían antes de la era de los antibióticos y ya se habían detectado en heces humanas del Paleolítico y en el permahielo. El gran aumento actual de GRA se atribuye a su transmisión mediante virus (transducción), ADN libre (transformación), conexiones entre bacterias (conjugación) y plásmidos (moléculas de ADN que se replican de manera autónoma).

Para conocer de qué manera incide hoy la actividad humana en la resistencia a los antibióticos el estudio ha examinado a escala global la abundancia y composición de GRA en diversos hábitats. Entre todos los genes identificados, los que se han encontrado en mayor cantidad son de origen humano y, en especial, los del sistema digestivo y la piel de las personas. Estos genes residen en el organismo humano, en gran parte ubicados en nuestra microbiota sana. Esta presencia no produce inconvenientes de salud en las personas sanas y, sin embargo, se convierte en una señal de alarma cuando la persona enferma.

Las muestras de material genético analizadas en la investigación proceden de hábitats diversos (humano, animal, aire, acuático y terrestre, entre otros) incluidos los naturales, los propios de ingeniería (hábitats que gestionan aguas que han estado en contacto con humanos, como depuradoras de agua) y los clínicos.  También se incluyen en el estudio sub-hábitats como edificios y metros suburbanos, entre otras infraestructuras.

Un mapa global del hábitat marino

Gracias al aprendizaje automático (machine learning) se ha examinado la presencia de estos genes en los océanos de todo el mundo. Con esta novedosa técnica se ha realizado un mapa global sobre los riesgos que supone para la salud humana la presencia de genes resistentes a antibióticos en los hábitats marinos globales. Se estima que este análisis tiene una precisión superior al 75%. El estudio no determina la procedencia de estos genes en aguas marinas, si bien supone un reflejo de la actividad humana y animal en la tierra. Por ello, puede decirse que los océanos se convierten en centinelas de la actividad terrestre vinculada a genes resistentes a antibióticos.

Las zonas marinas cercanas a Brasil y a África registran mayor riesgo de genes resistentes a antibióticos, mientras que las amenazas de estos genes en el Pacífico y el Atlántico son mayores que en el resto de océanos. Imagen del artículo.

La cartografía muestra que las zonas marinas cercanas a Brasil y a África registran mayor riesgo de genes resistentes a antibióticos. Y la comparación entre océanos indica que las amenazas de resistencia a los antibióticos en el Pacífico y el Atlántico son mayores que en los demás hábitats marinos.

Sin embargo, no se ha podido replicar este mapa para los hábitats terrestres, debido a la distribución desigual de las muestras y la falta de metadatos sobre las propiedades originales del suelo. Ahora bien, se evaluaron muestras de suelo y suelo profundo con las que los humanos han estado en contacto, y se ha detectado transferencia horizontal de genes resistentes a antibióticos entre humanos, animales y agua dulce.  El artículo demuestra la transferencia horizontal de los genes resistentes a antibióticos a través de bacterias y ADN entre humanos,  ganado, agua dulce y suelos con los que estan en contacto. Este viaje de ida y vuelta de genes resistentes a antibióticos entre suelo, agua, animales y personas de todo el mundo ya existía, si bien se está intensificando.

Referencia:

Assessment of global health risk of antibiotic resistance genes. Zhenyan Zhang, Qi Zhang, Tingzhang Wang, Nuohan Xu, Tao Lu, Wenjie Hong, Josep Penuelas, Michael Gillings, Meixia Wang, Wenwen Gao & Haifeng Qian (corresponding author). Nature Communications, 2022.

doi: https://doi.org/10.1038/s41467-022-29283-8

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