La diabetes, un hándicap para la resistencia a los antibióticos

Los antibióticos son medicamentos potentes para erradicar las infecciones bacterianas. Sin embargo, en los últimos años, su fiabilidad ha disminuido a medida que las bacterias resistentes a los antibióticos continúan evolucionando y propagándose.

El Staphylococcus aureus es una de las principales causas de infecciones y muertes asociadas a la resistencia a los antibióticos. También es la infección bacteriana más frecuente entre las personas con diabetes mellitus.

Pues bien, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte, en Estados Unidos, han demostrado en un estudio publicado en «Science Advances» que las cepas de bacterias dañinas resistentes a los antibióticos prosperan en un entorno de infección diabética.

"Hemos descubierto que la resistencia a los antibióticos surge mucho más rápidamente en los modelos diabéticos que en los modelos no diabéticos de la enfermedad”, afirma en un comunicado el microbiólogo Brian Conlon.

"Esta interacción entre las bacterias y la diabetes podría ser un factor importante de la rápida evolución y propagación de la resistencia a los antibióticos que estamos observando", añade.

La diabetes afecta la capacidad del cuerpo para controlar un tipo de azúcar llamado glucosa, lo que a menudo provoca que se acumule un exceso de glucosa en el torrente sanguíneo.

El estafilococo se alimenta de estos altos niveles de azúcar, lo que le permite reproducirse más rápidamente. La bacteria también puede crecer sin consecuencias, ya que la diabetes también afecta la capacidad del sistema inmunológico para destruir células y controlar infecciones.

A medida que aumenta la cantidad de bacterias en una infección diabética, también aumenta la probabilidad de resistencia. Aparecen mutaciones aleatorias y algunas desarrollan resistencia a factores estresantes externos, como los antibióticos. Una vez que un mutante resistente está presente en una infección diabética, se apodera rápidamente de la población y utiliza el exceso de glucosa para impulsar su rápido crecimiento.

"El Staphylococcus aureus es especialmente adecuado para aprovechar este entorno diabético", explica Lance Thurlow, profesor adjunto de microbiología e inmunología.

"Una vez que se produce esa mutación resistente -prosigue-, se produce un exceso de glucosa y no se cuenta con el sistema inmunológico para eliminar el mutante, que se apodera de toda la población bacteriana en cuestión de días".

Conlon, experto en el fracaso del tratamiento con antibióticos, y Thurlow, experto en la patogénesis de estafilococos en la diabetes, llevan mucho tiempo interesados ​​en comparar la eficacia de los antibióticos en un modelo con y sin diabetes. Gracias a sus contactos en el Departamento de Microbiología e Inmunología, los investigadores unieron sus laboratorios para realizar un estudio con antibióticos en un modelo de ratón diabético con infección por S. aureus .

En primer lugar, el equipo preparó un modelo de ratón con infección bacteriana en la piel y los tejidos blandos. Los modelos de ratón se dividieron en dos grupos: a la mitad se le administró un compuesto que mata selectivamente las células del páncreas, volviéndolas diabéticas, y a la otra mitad no se le administró el compuesto.

A continuación, los investigadores infectaron tanto a los modelos diabéticos como a los no diabéticos con S. aureus y los trataron con rifampicina, un antibiótico al que se desarrolla resistencia a un ritmo elevado.

Conlon y Thurlow se dieron cuenta rápidamente de que la rifampicina prácticamente no tenía efecto en los modelos diabéticos, por lo que tomaron algunas muestras para investigar. Los investigadores se sorprendieron al descubrir que las bacterias habían evolucionado hasta volverse resistentes a la rifampicina, y que la infección albergaba más de cien millones de bacterias resistentes a la rifampicina. No había bacterias resistentes a la rifampicina en los modelos no diabéticos.

Y, lo que fue aún más sorprendente, la mutación había dominado toda la infección en tan solo cuatro días.

A continuación, inocularon modelos diabéticos y no diabéticos con Staphylococcus aureus como antes, pero esta vez suplementado con un número conocido de bacterias resistentes a la rifampicina. Nuevamente, estas bacterias dominaron rápidamente la infección diabética, pero permanecieron como solo una subpoblación en los modelos no diabéticos después de 4 días de tratamiento con rifampicina.

Sus nuevos hallazgos han dejado a Conlon y Thurlow con muchas preguntas. Sin embargo, están seguros de que la evolución de la resistencia a los antibióticos en las personas con diabetes podría suponer un problema para la población en general.

Las cepas de bacterias resistentes a los antibióticos se transmiten de persona a persona de la misma manera que lo hacen otras bacterias y virus (en el aire, en los pomos de las puertas y en los alimentos que comemos), lo que hace que la prevención de este tipo de infecciones sea una prioridad principal.

¿Qué se puede hacer para prevenirlo? Los laboratorios de Conlon y Thurlow demostraron que reducir los niveles de azúcar en sangre en modelos diabéticos (mediante la administración de insulina) privaba a las bacterias de su combustible, lo que mantenía a raya su número y reducía las posibilidades de que se produjeran mutaciones resistentes a los antibióticos.

Sus hallazgos sugieren que controlar el nivel de azúcar en sangre mediante el uso de insulina podría ser clave para prevenir la resistencia a los antibióticos.

“La resistencia y su propagación no solo están asociadas con la prescripción de medicamentos, sino también con el estado de salud de quienes toman antibióticos”, afirma Conlon. “El control de la glucemia se vuelve entonces muy importante. Cuando les administramos insulina a nuestros ratones, pudimos normalizar su nivel de azúcar en sangre y no tuvimos esta rápida proliferación de bacterias resistentes”, añade.

Ahora, Conlon y Thurlow están ampliando sus esfuerzos para estudiar la evolución de la resistencia en humanos (con y sin diabetes) y otras bacterias resistentes a los antibióticos de interés, incluyendo Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa y Streptococcus pyogenes.

También planean realizar estudios similares en pacientes sometidos a quimioterapia y receptores recientes de trasplantes para ver si esas poblaciones también son propensas a infecciones resistentes a los antibióticos.