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La miel de abejas sin aguijón tiene proteínas capaces de destruir bacterias que los antibióticos comunes no pueden combatir

Así lo señala una investigación del Cinat-UNA, en conjunto con la Universidad de Utrecht en Holanda

UNA/DICYT Tras años de investigación, Gabriel Zamora, investigador del Cinat-UNA y científicos de la Universidad de Utrecht en Holanda, descubren en la miel de abejas sin aguijón, proteínas capaces de destruir colonias de bacterias que los antibióticos comunes no pueden combatir.

Desde la antigüedad el ser humano ha utilizado compuestos orgánicos para el tratamiento de enfermedades infecciosas, como el extracto de algunas plantas y hongos de algunos quesos, pero puede afirmarse que existe un antes y un después de la creación de la penicilina en 1928 y hasta finales de los 70, cuando se introdujo el último de los grandes grupos de antibióticos.
A partir de esa fecha no ha existido un nuevo descubrimiento en ese campo, y por el contrario, las bacterias han creado más y más resistencia: enfermedades que eran curables hoy día se han vuelto mortales.

“Empezamos a ver que las bacterias ya no se comen el antibiótico sino que, por el contrario, desarrolla una estrategia protectora, para ello se organizan en un biofilm”, dijo Gabriel Zamora, coordinador del Programa de Microbiología y Química Medicinal del Centro de Investigaciones Apícolas Tropicales de la Universidad Nacional (Cinat-UNA).

Según Zamora, el biofilm es la forma en que las bacterias y otros microorganismos viven en nuestro planeta, “pequeñas comunidades” donde se comunican, se alimentan, reproducen y mueren.

“Ellas crean una fortaleza con distintos niveles, algunas se adhieren al biofilm, otras están suspendidas dentro del biofilm y algunas otras migran para crear nuevos biofilms. El antibiótico funciona si las bacterias se comportan de una misma forma, pero en estas comunidades cada una es distinta y es ahí cuando el medicamento pierde su efectividad”, detalló el investigador.

Los estudios han determinado que entre el 60 y el 80 por ciento de las infecciones son causadas por biofilms, y las opciones para acabar con estos son escasas, es ahí donde a partir de un biofilm en una herida infectada las bacterias se diseminan por todo el cuerpo, causando en el mejor de los casos un proceso crónico que lleva a la pérdida de uno de los miembros, o en el peor, a la muerte. Existen pocos tratamientos que inhiben la creación de biofilms y tampoco pueden eliminar los que ya se han desarrollado.

Esperanza

Por sus conocidas características antioxidantes y su rápida capacidad para la regeneración de tejidos en quemaduras y heridas, la miel de abejas sin aguijón, se convirtió en el objeto de estudio del Cinat-UNA, en conjunto con la Universidad de Utrecht en Holanda, con el fin de determinar si sus particularidades tenían algún efecto positivo en el combate de la Staphylococcus aureus, bacteria causante de las mayores afectaciones en heridas y quemaduras.

Luego de más de 10 años de investigación y de hacer de este tema su tesis doctoral, Zamora obtuvo resultados: la miel de abejas sin aguijón, específicamente de la Mariola, contiene dos proteínas nunca antes descritas, que tienen la capacidad no solo de inhibir la creación de biofilms de Staphylococcus aureus sino también de eliminarlos.

“Para llegar a este resultado, inicialmente trabajamos con la miel de Mariola y la de Jicote gato. Luego, con la miel de Mariola realizamos extracciones orgánicas que no tuvieron resultados positivos. Posteriormente, realizamos aislamientos guiados por actividad antibiofilm mediante diálisis, técnicas cromatográficas y electroforesis. Fue mediante esta estrategia que logramos determinar que la miel de Mariola contiene dos proteínas capaces de destruir un biofilm de Staphylococcus aureus, y aunque no conocemos el mecanismo por el cual se destruye, sí pudimos establecer la hipótesis de que las proteínas tienen como objetivo polímeros de la estructura del biofilm, ya que un daño en la matriz de polímeros destruiría el biofilm y dejaría expuestas a las bacterias a los efectos de los antibióticos”, explicó Zamora.

Gabriel Zamora, coordinador del Programa de Microbiología y Química Medicinal del Cinat-UNA.
Los investigadores notaron que al combinar estas proteínas con los antibióticos tradicionales, estos recuperaban su capacidad para matar las bacterias y se inhibía la creación de nuevos biofilms.

“La miel de abejas sin aguijón es un mercado poco explorado; para la mayoría de la gente esta abeja se confunde con un mosquito. Nuestro objetivo, desde el Cinat, es darle un valor agregado a los meliponicultores para que comercialicen este producto, pequeñas comunidades rurales que podrían ver cómo mejora su economía y cómo, además, producen un insumo para salvar vidas”, puntualizó el investigador.

Un proyecto nacional profundiza en la resistencia a la colistina, un importante antibiótico

La colistina es un antibiótico de último recurso, es decir, se utiliza cuando ya no existe otra alternativa para el paciente

Cristina G. Pedraz/DICYT Investigadores de la Universidad de Burgos (UBU), junto con colegas de la Universidad Complutense de Madrid y de la Universidad de Extremadura, trabajan en el proyecto del Plan Nacional de I+D+i titulado ‘Bacterias resistentes a colistina, el antimicrobiano de último recurso cuya utilización en animales de granja supone un nuevo reto para la Seguridad Alimentaria’. La iniciativa es coordinada por el catedrático de la UCM Lucas Domínguez Rodríguez.

En concreto, el objetivo del equipo de la UBU es analizar las rutas de transmisión de la resistencia a la colistina a lo largo de la cadena alimentaria, caracterizando a nivel genómico y filogenético bacterias obtenidas en diferentes entornos en España.

El profesor de la Universidad de Burgos David Rodríguez Lázaro, coordinador del proyecto en la UBU, explica a DiCYT la preocupante situación que se está produciendo con la colistina. “Han surgido nuevas variantes bacterianas resistentes a la colistina en producción animal y están llegando a los hospitales. La colistina se utiliza de forma habitual en la producción animal, como tratamiento preventivo en momentos de estrés, y puede ser un canal de comunicación entre la sanidad humana y la sanidad animal”, subraya.

La colistina (polimixina E) es uno de los escasos antibióticos que pueden aún utilizarse para combatir infecciones causadas por microorganismos resistentes a carbapenemas –otro tipo de antibióticos- en humanos.

Se había descrito que la capacidad de las bacterias para desarrollar resistencia frente a la colistina era reducida debido al coste fisiológico que los mecanismos descritos suponían para la bacteria, unido a la ausencia de procesos de transmisión horizontal de la resistencia. Por ello, este antimicrobiano se ha utilizado de manera cotidiana en el tratamiento preventivo en animales de abasto, especialmente en ganado porcino tras el destete, y en aves de corral.

Sin embargo, durante el último periodo de 2015 se ha detectado un elemento génético móvil que confiere resistencia a colistina en bacterias de origen animal y humano, debido a la presencia de un gen, mcr-1. Así, en la actualidad la Comisión Europea ha encargado a la Agencia Europea del Medicamento (European Medicines Agency, EMA) la reevaluación de la utilización de este antimicrobiano en producción animal mediante la creación de un grupo de trabajo de expertos, que posiblemente requiera la modificación de la recomendación realizada en el año 2013 sobre el uso de la colistina en medicina veterinaria.

Cepas resistentes en animales domésticos, efluentes urbanos y alimentos

El equipo de investigación de la UBU ha llevado a cabo diversos estudios en los que se han identificado cepas resistentes a la colistina en enterobacterias aisladas en animales domésticos (ganado bovino, porcino y aves), así como en efluentes urbanos y alimentos. En estos aislados se han observado tanto mutaciones en el operón pmrAB, como la presencia del gen mcr-1 recientemente descrito y asociado a un plásmido altamente transferible que confiere resistencia a este antimicrobiano.

“La resistencia a la colistina está vehiculada por un plásmido. Las bacterias son muy promiscuas y pueden transferir la información a sus vecinas. Muchas veces lo hacen a través de un plásmido, que es móvil, y se puede transmitir por conjugación – proceso de transferencia de material genético entre una célula bacteriana donadora y una receptora- a otras bacterias”, detalla el investigador de la UBU.

Por otro lado, se han identificado aislados resistentes a colistina que no presentaban ninguno de estos dos mecanismos.

Establecer medidas de prevención

Por todo ello, “en el proyecto se pretende efectuar un seguimiento de las poblaciones bacterianas resistentes a colistina en diferentes entornos (animales de producción, humanos y medio ambiente), llevando a cabo una caracterización genética de su resistencia mediante metodologías genómicas y transcriptómicas”, apunta Rodríguez Lázaro.

Además, se emplearán modelos animales ‘in vivo’ para determinar la supervivencia de los aislados portadores de resistencia, evaluando la potencial dispersión de los mecanismos descritos, en especial del plásmido que contiene el gen mcr-1, entre distintas especies bacterianas en diversos hospedadores.
“La finalidad es conocer la situación actual con respecto a este antimicrobiano en entornos diversos, así como evaluar el impacto que la posible dispersión de las cepas resistentes podría conllevar, con el objetivo de establecer medidas de prevención adecuadas”, resume el profesor de la UBU.

Las bacterias resistentes a antibióticos, ahora por vía alimentaria

Cristina G. Pedraz/DICYT La resistencia a los antibióticos es uno de los principales desafíos a los que se enfrenta la medicina a nivel global. Incluso, en la reunión del G8 que tuvo lugar a finales de 2015, se equiparó con el cambio climático. Cerca de 25.000 personas fallecen anualmente en Europa debido a la resistencia a antibióticos y se estima que en 2050 este número superará los siete millones a nivel mundial.El problema va en aumento, y cada vez se están detectando más cepas multirresistentes.

En este marco, Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA, por sus siglas en inglés) es una bacteria particularmente problemática. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Burgos (UBU), la Escuela de Ingenierías Agrarias del Campus de Palencia de la Universidad de Valladolid (UVa), el Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León (ITACYL) y la Universidad de Galati, en Rumanía, ha puesto de manifiesto la importancia que tiene la cadena alimentaria como posible correa de transmisión de esta bacteria que causa frecuentes infecciones intrahospitalarias y que está originando graves problemas de salud pública en todo el mundo.

En un artículo publicado en la revista ‘Trends in Food Science & Technology’, los investigadores realizan una revisión en torno a la presencia de MRSA a lo largo de la cadena alimentaria y en el potencial que tienen los animales de granja y los productos alimenticios derivados en su propagación.

Como detalla uno de los autores de la investigación, el profesor de la Universidad de Burgos David Rodríguez Lázaro, a principios de los años 90 se describieron las primeras cepas de Staphylococcus aureus resistentes a la meticilina, un antibiótico betalactámico, en hospitales de Estados Unidos. Estas cepas empezaron a producir procesos infecciosos bastante graves, principalmente de carácter respiratorio. Años después, se detectó un segundo linaje de carácter comunitario, más virulento aunque con menor resistencia a antibióticos. Finalmente, hace aproximadamente una década se descubrió un tercer linaje, más asociado a animales, una serie de cepas con nuevas resistencias a antibióticos utilizados en la producción animal.

“Como ya no se trata solo de un problema nosocomial, si no que se ha superado la barrera de los hospitales y MRSA ha llegado a los humanos a través de los animales, intentamos entender qué papel tiene la cadena alimentaria en esa transmisión. De este modo, nuestro grupo trabaja en los últimos años en caracterizar este tipo de cepas multirresistentes y en cómo los alimentos pueden ser otra vía de transmisión”, apunta el investigador.

El trabajo señala cómo el uso masivo de antibióticos en piensos para promover el crecimiento y el uso inadecuado de agentes antimicrobianos en medicina veterinaria y humana se consideran los principales contribuyentes a la aparición de MRSA. Y deja claro cómo la cadena alimentaria, desde la producción animal hasta la mesa, puede tener un papel relevante en la transmisión de dicha resistencia. De esta forma, MRSA tiene implicaciones para la seguridad de los alimentos y se requieren programas de vigilancia para su detección y control rápido.

Posibles estrategias para paliar un problema complejo

Según subraya Rodríguez Lázaro, paliar la transmisión de Staphylococcus aureus resistente a la meticilina es un problema complejo que requiere una solución multifactorial. Aunque, a priori, el desarrollo de nuevos antibióticos –un asunto que se encuentra parado desde hace tres décadas- permitiría salvar el problema a corto plazo, la solución no puede pasar únicamente por ello, ya que las bacterias podrían adaptarse nuevamente.

“Hay que plantear una estrategia combinada en tres ámbitos, la sanidad humana, animal y ambiental. En general, es necesario realizar un uso responsable de los antibióticos en todos los niveles. En el caso de la producción animal, los medicamentos deben ser prescritos por un profesional veterinario ante un problema que realmente sea de carácter bacteriano. Por otro, hay que tomar medidas de bioseguridad y buscar alternativas que permitan un manejo más racional de la producción animal, como el uso de compuestos antibacterianos de carácter natural, procedentes de plantas, para añadirlos a la alimentación animal y reducir así el uso de antibióticos. También se podrían utilizar virus que atacan a las bacterias de forma selectiva para eliminar posibles agentes infecciosos en la producción animal, y además realizar una gestión adecuada de subproductos de la ganadería, como las heces, que si se liberan de manera descontrolada pueden contaminar aguas”, asegura el investigador.

En cualquier caso, “la aproximación no puede ser unidireccional, tiene que plantearse un ataque integral, utilizando diferentes enfoques para que, si falla uno de ellos, exista otro que pueda paliar ese defecto. Tenemos que buscar una serie de barreras conjuntas o asociadas que hagan mucho más difícil el proceso evolutivo de las resistencias”, concluye.

 
Referencia bibliográfica:
Oniciuc, E. A., Nicolau, A. I., Hernández, M., y Rodríguez-Lázaro, D. (2017). “Presence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in the food chain”. Trends in Food Science & Technology, 61, 49–59. http://dx.doi.org/10.1016/j.tifs.2016.12.002