Esta imagen, publicada en el New England Journal of Medicine, ilustra los diferentes mecanismos que poseen las bacterias para resistir a los antibióticos. En ella se esquematizan los ocho mecanismos conocidos hasta la fecha para resistir los antibióticos. Como resumen general los sistemas de resistencia se basan en evitar que el antibiótico acceda a su diana y lo dañe, y en la evolución han aparecido diversos mecanismos para que eso ocurra.
- Pérdida de porinas
Las porinas son proteínas localizadas en la membrana de la bacteria encargadas de transportar sustancias al interior de la célula. Una forma de resistencia a los carbapenems, un tipo de antibiótico de amplio espectro, consiste en la pérdida por parte de la célula de la porina que permitía su entrada.
- Beta-lactamasas
Las beta-lactamasas son proteínas con actividad enzimáticas capaces de romper enlaces químicos de compuestos beta-lactámicos, entre los que se incluyen antibióticos similares a la penicilina o la ampicilinas. Las bacterias que poseen estos enzimas son resistentes a este tipo de antibióticos de uso corriente en farmacia.
- Bombas de extrusión de antibióticos
Algunas bacterias obtienen la resistencias a antibióticos tales como las quinolonas o el cloranfenicol produciendo elevados niveles de bombas de extrusión, que son proteínas transmembranosas que permiten la exportación del antibiótico fuera de la célula con gasto energético.
- Enzimas que modifican químicamente al enzima y lo inactivan
Algunas antibióticos consiguen entrar en la célula, sin embargo algunas cepas son capaces de producir determinados enzimas que los modifican químicamente evitando que éstos reconozcan su diana. Ese el caso del ciprofloxacino, un antibiótico muy empleado en las infecciones de las vías urinarias.
- Mutaciones en la diana específica del antibiótico
Los antibióticos son moléculas capaces de interaccionar con su diana molecular de forma análoga a como lo hace una llave en una cerradura. Mutaciones en la diana (cambios en la cerradura) hacen que el antibiótico (en este caso la llave) ya no sea capaz de reconocerla. Muchas de estas mutaciones implican la inactivación de la diana lo que hace que la célula no sea viable, sin embargo otras sí que permiten que la diana del antibiótico funcione y no sea reconocida por el antibiótico. Por ejemplo la diana de las quinolonas son las enzimas encargadas de mantener el correcto plegamiento del ADN; la girasa y la topoisomerasa. Mutaciones en esos enzimas convierte a algunas bacterias en resistentes a las quinolonas.
- Mutaciones en los ribosomas
Los ribosomas son la maquinaría de síntesis de proteínas. Son estructuras complejas formadas por ARN y proteínas, y son dianas de algunos antibióticos como por ejemplo la tetraciclina que inhiben su correcto funcionamiento, y por tanto perturban o paralizan la síntesis proteica necesaria para la vida de la bacteria. Algunas cepas han desarrollado mutaciones en las regiones de interacción del antibiótico con el ribosoma, lo que los hace invisibles a estos compuestos.
- Mutaciones en la estructura del liposacárido (LPS)
Los lipopolisacárido son un conjunto de polímeros complejos que forma parte de la membrana externa de las bacterias. Algunos antibióticos, como la polimixina, son capaces de interaccionar con el LPS desestabilizarlo e impedir su correcta síntesis. Mutaciones en la estructura del LPS impide la unión de la polimixina inhibiendo su acción.
- Desvíos alternativos
Algunos antibióticos son capaces de inhibir específicamente la actividad de algunos enzimas esenciales para la célula. Por ejemplo la sulfamida inhibe la dihidropteroato sintetasa, un enzima esencial en la síntesis de ácido fólico que las bacterias necesitan para poderse dividir. Sin embargo algunas enzimas pueden mutar o bien otras son capaces de ganar la actividad enzimática perdida por la acción del antibiótico promoviendo un desvío de la ruta que permitir sobrevivir la célula.
Fuente: Peleg, A. Y. et al (2010) Hospital-acquired infections due to gram-negative bacteria. The New England Journal of Medicine, Volume 362:1804-1813, May 13 2010
