Cada año unas 400 000 personas son infectadas por patógenos resistentes a antibióticos en la Unión Europea (UE) y para abordar este problema se ha puesto en marcha el proyecto FloraStopMRE, que pretende identificar las bacterias del organismo que protegen contra las enterobacterias multirresistentes (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae…). En la iniciativa participan científicos de la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunidad Valenciana (Fisabio), dirigidos por Carles Úbeda, y del Grupo de Investigación en Hematología y Hemoterapia del Instituto de Investigación Sanitaria de la Fe de Valencia, liderado por Miguel Ángel Sanz.

Flora-IntestinalEn una primera fase del proyecto, los científicos de Fisabio, encabezados por Ana Djukovic, en colaboración con Joao Xavier, del Memorial Sloan Kettering de Nueva York (Estados Unidos), han identificado las bacterias comensales que se asocian con la protección frente a enterobacterias patógenas resistentes a antibióticos. Según ha explicado Úbeda, “cuando están presentes, observamos una disminución de los niveles de enterobacterias multirresistentes, mientras que cuando están ausentes se observa un incremento en los niveles de las enterobacterias multirresistentes. Por ello son consideradas como posibles bacterias protectoras frente a la colonización del patógeno”. Los resultados todavía no se han publicado.

“Empleamos métodos de secuenciación masiva del gen 16s rRNA, que está presente en todas las bacterias. Obtenemos miles de secuencias de una muestra fecal y mediante análisis bioinformáticos podemos definir las especies bacterianas que componen la microbiota intestinal de una muestra en concreto”.

Las enterobacterias multirresistentes se identifican mediante métodos de cultivo en medios específicos. Posteriormente, se utilizan modelos matemáticos “que nos permiten relacionar la dinámica de las poblaciones bacterianas intestinales con los cambios en enterobacterias multirresistentes en un paciente en el tiempo. De esta manera, podemos identificar cambios en la microbiota que permiten al patógeno colonizar el intestino y también estudiar como otros factores alteran la microbiota y permiten al patógeno colonizar el intestino”.

Por otro lado, en colaboración con Jean Marc Rolain, de la Facultad de Medicina y Farmacia de Marsella (Francia) han aislado algunas de las especies bacterianas identificadas, “utilizando medios de cultivo en condiciones anaeróbicas (ausencia de oxígeno, similar al ambiente intestinal). Posteriormente, se combinan métodos de secuenciación y espectrometría de masas para definir la taxonomía de la bacteria aislada”.

Segunda fase

En la segunda fase se demostrará el papel protector de estas especies y los mecanismos de protección. El grupo de Karina Xavier, en la Fundaçao Calouse Gulbenkian (Portugal), colonizará a ratones libres de gérmenes con las especies bacterianas identificadas para probar su capacidad de inhibición. A continuación se utilizarán técnicas de transcriptómica, proteómica y metabolómica en las muestras de ratones y pacientes hospitalizados, permitiendo conocer a nivel global qué sustancias producen estas bacterias (proteínas, metabolitos), qué genes expresan y conocer qué funciones son las que nos ayudan a defendernos del patógeno.

Según Úbeda, esta fase “nos ayudará a averiguar si lo que producen es una sustancia inhibidora o si tanto patógenos como bacterias comensales compiten por los mismos nutrientes”, señalando que “esperamos encontrar bacterias intestinales que inhiben la colonización intestinal del patógeno”.

Los análisis de muestras humanas “nos han indicado algunos posibles candidatos que se asocian con la resistencia frente a la infección. Utilizando el modelo murino esperamos que algunas de esas bacterias, tras colonizar el intestino, inhiban In vivo la posterior colonización intestinal”.

Por otro lado, el estudio de todas las bacterias (genes expresados, proteínas y metabolitos producidos), así como nutrientes que puedan ser utilizados por las mismas, dará una idea sobre posibles mecanismos por los cuales protegen. “Por ejemplo, es posible que encontremos que las protectoras, en contraposición a las no protectoras, sintetizan una bacteriocina. Este hallazgo nos indicaría un posible mecanismos por el cual dichas bacterias protectoras inhiben al patógeno”.

Otras líneas de investigación

Además de las enterobacterias multirresistentes, los investigadores de Fisabio también estudian la relación de la microbiota con la colonización frente a otros tipos de patógenos que también colonizan el intestino y que tienen gran relevancia clínica: los enterococos multirresistentes.

Por otro lado, las bacterias intestinales, aunque algunas pueden ser beneficiosas, también pueden servir de reservorio de genes de resistencia a antibióticos que pueden ser transmitidos a patógenos mediante elementos genéticos móviles. De esta manera, se podrían generar nuevos patógenos multirresistentes. Actualmente están realizando investigaciones para identificar bacterias comensales que pudieran transmitir dichos genes de resistencia, así como entender los factores que favorecerían la diseminación de dichos genes de resistencia en el ambiente intestinal.

También tratan de identificar factores que puedan alterar la microbiota y promover la colonización intestinal por patógenos multirresistentes. Dentro de ellos, han estudiado y siguen analizando los antibióticos. Asimismo, están interesados en entender cómo otras factores como la dieta, que también afectan a la composición de la microbiota, podrían influir sobre la capacidad de colonización de patógenos multirresistentes.
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