Una breve historia de los antibióticos

Algunos hongos tienen propiedades antibacterianas. Imagen por Veronidae.

¿Alguna vez has ido a tomar una pieza de pan del estante, solo para descubrir una mancha pegajosa verde-azulada creciendo en algún sitio sobre la corteza? Tu primer instinto probablemente fue levantarlo entre dos dedos y tirarlo directamente a la basura. Eso es algo razonable de hacer.

Pero, si fueras un antiguo egipcio, quizá no harías eso tan rápido, especialmente si tú o alguien que conocieras tuviera una horrible cortada o infección. De hecho, algunos científicos han aprendido que las civilizaciones antiguas en Egipto, Grecia, China y Roma solían usar cosas muy extrañas, como el moho del pan y cierta suciedad, para tratar heridas todo el tiempo. ¿Por qué harían esto?

Bueno, la respuesta más obvia es que debío funcionar. No fue sino hasta finales del 1800 que científicos modernos comenzaron a entender exactamente por qué cosas como el moho y la mugre eran tan buenos para curar infecciones. Una de las pistas más importantes fue un descubrimiento de un científico llamado Paul Ehrlich. Encontró que cuando puso ciertos colorantes dentro de una placa de bacterias, solo algunas fueron teñidas, significando que absorbieron el colorante. Esto le hizo pensar que, si podía hacer un químico que actuara como un colorante, pero también matara a las bacterias, podría ser muy útil para tratar enfermedades. Comenzó su búsqueda alterando una droga que ya se había usado para tratar otras enfermedades.

Esta es la estructura química del fármaco Atoxyl, el cual Paul Ehrlich modificó para crear el primer antibiótico. Haz click para más detalles.

En su laboratorio, cambió la molécula en formas diferentes, y luego probó qué tan bien la nueva molécula mataba a las bacterias en conejos. Intentó 605 combinaciones químicas diferentes antes de encontrar que una podía matar a los gérmenes que causaban la enfermedad llamada sífilis que era tan común entonces. Este fármaco se considera un antibiótico porque su función es matar o evitar el crecimiento de las bacterias. ¿Podría ser que el moho del pan y la suciedad usada por las civilizaciones antiguas también contenían antibióticos?

Eso podría haber sonado loco al principio, pero una contaminación accidental en el laboratorio de otro científico, Alexander Fleming, no solo demostró que esos antiguos doctores andaban en algo, sino también cambiaron cómo los científicos y doctores han abordado el tratamiento de enfermedades.

Un jugo de moho divertido

Alexander Fleming era un biólogo escocés que estaba muy interesado en las bacterias que causan las infecciones. Sirvió en la milicia durante la primera guerra mundial, durante la cual vio a muchos soldados morir por las infecciones de sus heridas, en lugar de por las mismas heridas. Después de muchos años de investigación, intentando una y otra vez encontrar una sustancia que pudiera matar a las bacterias dañinas, decidió tomar unas vacaciones. Antes de irse, sin embargo, accidentalmente dejó una placa de Petri con bacterias en ella abierta en su mesa del laboratorio.

En esta placa de Petri llena de bacterias, los puntos blancos están mojados con un antibiótico. Click para más detalles.

Cuando regresó de sus vacaciones, notó que había un moho azul-verdoso (como el del pan) creciendo en una de las placas de Petri. También notó que las bacterias que habían estado creciendo en la placa no crecían cerca del moho. Al notar esto, se dice que pronunció “eso es gracioso”, antes de tomar muestras del moho para descubrir por qué las bacterias no crecían cerca de él.

Fleming encontró que el moho pertenecía a la especie Penicillium notatum, y que producía una sustancia que destruía muchos tipos de bacterias. Esta sustancia, a la que nombró penicilina, fue el primer antibiótico producido en un organismo vivo para ser extraído y descrito por un científico.

Alexander Fleming había descubierto un antibiótico que cambiaría la medicina para siempre. Aun así, tomó cerca de diez años más antes de que un par de químicos fueran capaces de extraer suficiente penicilina para ser utilizada en el tratamiento de infecciones. Afortunadamente, la penicilina pudo ser producida en una escala masiva casi al mismo tiempo que los Estados Unidos entraron a la Segunda Guerra Mundial, salvando miles de vidas.

Una persecución constante

Mientras la penicilina se usa aun hoy para algunos tratamientos, no es tan efectiva contra las bacterias como lo era a mediados de los años 1900. La razón es que muchas especies de bacterias han desarrollado resistencia a la penicilina. De hecho, muchas especies de bacterias han desarrollado resistencia a muchos antibióticos diferentes, lo que es un problema enorme tanto para los pacientes como para los doctores intentando tratarlos.

Una rodilla raspada es una manera en la que bacterias resistentes a antibióticos pueden invadir tu cuerpo. Imagen por saulhm.

Para ayudar a entender la resistencia, imaginemos el siguiente escenario: digamos que te raspaste la rodilla, y un par de días después está demasiada hinchada, roja, te pica y te duele. Tu mejor amigo te sugiere ir a ver a un doctor, así que lo haces. El doctor mira tu rodilla y te da un pequeño frasco naranja de antibióticos para detener la infección.

Está bien, ahora imaginemos que eres una bacteria. Un día estás fuera en un banco de un parque con algunos de tus amigos bacterias, cuando alguien coloca su mano justo sobre ti. Sin saberlo, te levantan y luego se raspan la rodilla, justo al lado de un corte nuevo. ¡¡Comida!! Todos ustedes se abren camino hacia el corte, y comienzan a multiplicarse. Poco después, un poderoso antibiótico comienza a asesinar a tus amigos uno por uno. Afortunadamente, tienes un gen que destruye el antibiótico. Las otras bacterias están muriendo, pero tú sobrevives. ¡Ganaste! Porque eres la única bacteria que queda, eres la única que se multiplicará. Todos tus descendientes tendrán también el gen que destruye al antibiótico, y así ahora el corte está infectado con una cepa resistente de bacterias.

La evolución bacteriana es mucho más rápida que nuestro proceso de desarrollo de fármacos. Esto significa que bacterias resistentes a un antibiótico particular evolucionan rápido después de que el antibiótico es desarrollado. Esto también significa que el mismo tipo de antibióticos no funcionará la próxima vez. Imagen por Mpelletier1.

Esto quiere decir que el mismo frasco pequeño de antibióticos no funcionará esta vez. Ese doctor va a tener que pensar en un mejor plan para derrotar a la nueva infección.

En resumen, la resistencia a antibióticos ocurre cuando algunas bacterias ganan un gen que les permite sobrevivir a un antibiótico que se supone debe matarlas. Nuevos genes pueden desarrollarse en las bacterias por mutación, o un gen puede ser transferido de una bacteria a otra mediante un proceso llamado transferencia genética horizontal. Cuando esta bacteria se multiplica y se dispersa, causa un gran problema, porque muchas personas se enferman. Cuando se trata una infección resistente a antibióticos, los doctores deben usar antibióticos distintos. Algunas veces estas otras opciones puede que no funcionen tan bien, o pueden causar malos efectos secundarios.

Antibióticos vs Bacterias: Una Batalla Evolucionaria es patrocinado por el Centro para la Evolución y Medicina de la Universidad del Estado de Arizona.