Antibióticos

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Antibióticos

Sustancia química que, en soluciones diluidas, puede inhibir el crecimiento de microorganismos o destruirlos con poco o ningún daño para el huésped infectado. Los primeros antibióticos eran productos microbianos naturales, pero los químicos han modificado las estructuras de muchos para producir otros semisintéticos e incluso totalmente sintéticos. Desde el descubrimiento de la penicilina (1928), los antibióticos han revolucionado el tratamiento de las enfermedades bacterianas, fúngicas y algunas otras. Son producidos por muchos actinomicetos (por ejemplo, estreptomicina, tetraciclina) y otras bacterias (por ejemplo, polipéptidos como la bacitracina) y por hongos (por ejemplo, penicilina).

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Los antibióticos pueden ser de amplio espectro (activos contra una amplia gama de patógenos) o específicos (activos contra uno o una clase). Los inconvenientes son la actividad contra los microorganismos beneficiosos, que a menudo causan diarrea; las alergias; y el desarrollo de cepas resistentes a los medicamentos de los microorganismos objetivo.

Los primeros antibióticos

En 1928, el bacteriólogo escocés Alexander Fleming observó que las colonias de bacterias que crecían en una placa de cultivo se veían afectadas negativamente por un moho, el Penicillium notatum, que había contaminado el cultivo. Una década después, el bioquímico británico Ernst Chain, el patólogo australiano Howard Florey y otros aislaron el ingrediente responsable, la penicilina, y demostraron que era muy eficaz contra muchas infecciones bacterianas graves. Hacia finales de los años 50, los científicos experimentaron con la adición de varios grupos químicos al núcleo de la molécula de la penicilina para generar versiones semisintéticas. De este modo, se dispuso de una serie de penicilinas para tratar enfermedades causadas por diferentes tipos de bacterias, como estafilococos, estreptococos, neumococos, gonococos y las espiroquetas de la sífilis.

El bacilo de la tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis) no se vio afectado por la penicilina. Sin embargo, este organismo resultó ser muy sensible a la estreptomicina, un antibiótico que se aisló del Streptomyces griseus en 1943. Además de ser espectacularmente eficaz contra la tuberculosis, la estreptomicina demostró su actividad contra muchos otros tipos de bacterias, incluido el bacilo de la fiebre tifoidea. Otros dos descubrimientos tempranos fueron la gramicidina y la tirocidina, producidas por bacterias del género Bacillus. Descubiertas en 1939 por el microbiólogo estadounidense de origen francés René Dubos, eran valiosas para tratar infecciones superficiales, pero eran demasiado tóxicas para su uso interno.

En la década de 1950 los investigadores descubrieron las cefalosporinas, que están relacionadas con las penicilinas pero son producidas por el moho Cephalosporium acremonium.Entre las Líneas En la década siguiente, los científicos descubrieron una clase de antibióticos conocidos como quinolonas. Las quinolonas interrumpen la replicación del ADN -un paso crucial en la reproducción bacteriana- y han demostrado su utilidad en el tratamiento de las infecciones del tracto urinario, la diarrea infecciosa y otras infecciones que afectan a elementos como los huesos y los glóbulos blancos.

Uso y administración de antibióticos

El principio que rige el uso de los antibióticos es asegurar que el paciente reciba uno al que la bacteria objetivo sea sensible, a una concentración lo suficientemente alta como para ser eficaz pero sin causar efectos secundarios, y durante un tiempo suficiente para asegurar que la infección sea totalmente erradicada.

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Los antibióticos varían en su rango de acción. Algunos son muy específicos. Otros, como las tetraciclinas, actúan contra un amplio espectro de bacterias diferentes. Son especialmente útiles para combatir las infecciones mixtas y para tratar las infecciones cuando no hay tiempo para realizar pruebas de sensibilidad. Mientras que algunos antibióticos, como las penicilinas semisintéticas y las quinolonas, pueden tomarse por vía oral, otros deben administrarse por inyección intramuscular o intravenosa.

Categorías de antibióticos

Los antibióticos pueden clasificarse por su espectro de actividad, es decir, si son agentes de espectro estrecho, amplio o extendido.

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Los agentes de espectro estrecho (por ejemplo, la penicilina G) afectan principalmente a las bacterias grampositivas.

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Los antibióticos de amplio espectro, como las tetraciclinas y el cloranfenicol, afectan tanto a las bacterias grampositivas como a algunas gramnegativas. Un antibiótico de espectro ampliado es aquel que, como resultado de una modificación química, afecta a otros tipos de bacterias, normalmente las gramnegativas. (Los términos gram-positivo y gram-negativo se utilizan para distinguir entre las bacterias que tienen paredes celulares formadas por una malla gruesa de peptidoglicano [un polímero de péptido-azúcar] y las bacterias que tienen paredes celulares con sólo una fina capa de peptidoglicano, respectivamente). Véase la información acerca de los antibióticos comunes.

Resistencia a los antibióticos

Un problema que ha afectado a la terapia con antibióticos desde los primeros tiempos es la resistencia que pueden desarrollar las bacterias a los fármacos. Un antibiótico puede matar prácticamente a todas las bacterias que causan una enfermedad en un paciente, pero unas pocas bacterias que son genéticamente menos vulnerables a los efectos del fármaco pueden sobrevivir. Estas pasan a reproducirse o a transferir su resistencia a otras de su especie mediante procesos de intercambio de genes. Al ser eliminadas sus competidoras más vulnerables o reducidas en número por los antibióticos, estas cepas resistentes proliferan. El resultado final es la aparición de infecciones bacterianas en el ser humano que son intratables con uno o incluso varios de los antibióticos habitualmente eficaces en estos casos. El uso indiscriminado e inexacto de los antibióticos favorece la propagación de estas resistencias bacterianas.

El potencial de resistencia a los antibióticos se reconoció a principios de la década de 1940, casi inmediatamente después de las primeras aplicaciones clínicas a gran escala de la penicilina, el primer antibiótico. La producción masiva de penicilina formó parte del gran esfuerzo bélico de la Segunda Guerra Mundial, cuando el fármaco fue utilizado ampliamente por las poblaciones militares y por algunas pequeñas poblaciones civiles. Además de la eficacia de la penicilina en el tratamiento de los heridos, el fármaco fue alabado por reducir la tasa de enfermedades venéreas entre el personal militar, ya que era especialmente potente contra los organismos bacterianos famosos por causar sífilis y gonorrea. Sin embargo, incluso antes de que terminara la guerra, ya se informó de la resistencia a la penicilina, primero en 1940 por los bioquímicos británicos Sir Ernst Boris Chain y Sir Edward Penley Abraham, que publicaron un informe sobre una enzima capaz de destruir la penicilina, y de nuevo en 1944 por varios científicos que trabajaban de forma independiente, que informaron de una enzima que desactivaba la penicilina y que era secretada por ciertas bacterias.Entre las Líneas En las décadas siguientes, el uso excesivo y la exposición repetida a agentes antibióticos favorecieron la selección y replicación de numerosas cepas de bacterias resistentes a los antibióticos.

Mecanismos de resistencia

Existen varios mecanismos genéticos por los que las bacterias pueden desarrollar resistencia a los antibióticos. Estos mecanismos dan lugar a la resistencia porque dan lugar a modificaciones bioquímicas que alteran ciertas propiedades de la célula bacteriana que normalmente la hacen sensible a un antibiótico. Entre los ejemplos de modificaciones bioquímicas que conducen a la resistencia se encuentran la producción de enzimas que inactivan el fármaco; la alteración de la proteína, la enzima o el receptor al que se dirige el fármaco; la activación de bombas de eflujo de fármacos que eliminan deliberadamente el fármaco de la célula; y la alteración de las proteínas de la pared celular que inhiben la captación del fármaco.

Hay dos tipos importantes de mecanismos genéticos que pueden dar lugar a la resistencia a los antibióticos: la mutación y la adquisición de nuevo material genético.Entre las Líneas En el caso de la mutación, la velocidad a la que se desarrolla la resistencia puede atribuirse a la velocidad a la que mutan las bacterias. Una mutación es un cambio permanente en el material genético de un organismo. Las mutaciones se producen de forma natural cuando las células se dividen. Las bacterias son especialmente propensas a la mutación porque su genoma consta de un solo cromosoma y porque tienen una alta tasa de replicación. Cuantas más réplicas sufra una célula, más posibilidades tendrá de mutar. La adquisición de nuevo material genético también es un proceso natural en las bacterias. Este proceso parece ser el mecanismo más común por el que se desarrolla la resistencia; se ve facilitado por el hecho de que las bacterias son organismos procariotas (lo que significa que no tienen un núcleo que proteja el genoma) y por la presencia de pequeños trozos de ADN llamados plásmidos que existen en una célula bacteriana separados del cromosoma. Así pues, el material genético de las bacterias flota libremente en la célula, lo que hace que esté abierto a la transferencia de genes (el movimiento de un segmento de material genético de una célula bacteriana a otra), que a menudo implica la transmisión de plásmidos.

En la naturaleza, los principales mecanismos de transferencia genética bacteriana son la transducción y la conjugación. La transducción se produce cuando un virus bacteriano, llamado bacteriófago, se desprende de una célula bacteriana, llevando consigo parte del genoma de esa bacteria, y luego infecta otra célula. Cuando el bacteriófago inserta su contenido genético en el genoma de la siguiente bacteria, el ADN de la bacteria anterior también se incorpora al genoma. La conjugación se produce cuando dos bacterias entran en contacto físico y un plásmido, que a veces lleva una parte del ADN cromosómico, se transfiere de la célula donante a la receptora. Los plásmidos suelen llevar genes que codifican enzimas capaces de inactivar ciertos antibióticos. La fuente original de los genes de estas enzimas no se conoce con certeza; sin embargo, los elementos genéticos móviles, llamados transposones (genes “saltarines”), pueden haber desempeñado un papel en su aparición y pueden facilitar su transferencia a otras especies bacterianas. Dado que muchos de los plásmidos portadores de genes resistentes a los antibióticos pueden transferirse entre diferentes especies de bacterias, puede desarrollarse rápidamente una resistencia generalizada a un antibiótico específico.

La transmisión de plásmidos durante la conjugación se ha asociado (véase qué es, su concepto jurídico; y también su definición como “associate” en derecho anglo-sajón, en inglés) a la generación de muchos tipos diferentes de bacterias resistentes a los antibióticos. Por ejemplo, se sospecha que la conjugación con un plásmido que porta el gen de la resistencia a la meticilina (un antibiótico derivado de la penicilina) ha dado lugar a la generación del SARM. La penicilina y la meticilina actúan debilitando la pared de la célula bacteriana; cuando la pared se ve comprometida, el gradiente osmótico entre el citoplasma de una célula bacteriana y su entorno obliga a la célula a lisarse (romperse).Entre las Líneas En el SARM, el gen adquirido por conjugación codifica una proteína capaz de inhibir la unión de la meticilina, impidiendo que el fármaco se adhiera a su proteína objetivo en la pared celular bacteriana y la altere. Otro ejemplo es un plásmido que porta un gen que codifica la enzima betalactamasa. La betalactamasa altera la estructura de la molécula de penicilina, haciéndola inactiva.

La transducción y la conjugación dan lugar a un proceso denominado recombinación. Los nuevos genomas bacterianos que se producen a partir de la recombinación genética se denominan recombinantes.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

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Los antibióticos no crean recombinantes: los recombinantes resistentes a los antibióticos existen de forma natural por medio de eventos normales de transferencia de genes. Sin embargo, los antibióticos, y en particular el uso inadecuado de estos fármacos, ejercen una presión selectiva sobre las colonias bacterianas, por lo que los organismos más sensibles mueren rápidamente y los más resistentes son capaces de sobrevivir y replicarse.

Prevención y desarrollo de fármacos

Las perspectivas de que los científicos desarrollen nuevos antibióticos tan rápido como las bacterias desarrollan resistencia son escasas.

Una Conclusión

Por lo tanto, se han tomado otras medidas, como educar al público sobre el uso adecuado de los antibióticos y la importancia de completar un régimen completo según lo prescrito. Las mejoras en los equipos de diagnóstico para facilitar el aislamiento y la detección de bacterias resistentes, como el SARM, en los entornos hospitalarios han permitido la rápida identificación de estos organismos en cuestión de horas, en lugar de días o semanas. Además, aunque los esfuerzos por combatir las bacterias dirigiéndose a ellas con bacteriófagos se abandonaron en gran medida con el descubrimiento de la penicilina y los antibióticos de amplio espectro en la década de 1940, la creciente presencia de resistencias ha renovado el interés por estos métodos. Además, a lo largo del siglo XX se llevaron a cabo numerosas investigaciones sobre fagoterapia en regiones de la antigua Unión Soviética. Como resultado, hoy en día en Georgia, que estuvo bajo el dominio soviético, las vendas saturadas con bacteriófagos contra el estafilococo están disponibles comercialmente como tratamientos tópicos para heridas y quemaduras.Entre las Líneas En el siglo XXI, investigadores de todo el mundo trabajan para desarrollar otras terapias tópicas y sistémicas con fagos.

Una herramienta práctica y extremadamente eficaz contra la propagación de la resistencia a los antibióticos es el lavado de manos. El médico germano-húngaro Ignaz Philipp Semmelweis se dio cuenta por primera vez de la importancia de lavarse las manos en la década de 1840. Hoy en día, el lavado de manos entre el personal médico sigue sin ser tan rutinario y exhaustivo como debería. A principios de la década de 2000, el médico estadounidense especializado en cuidados intensivos Peter Pronovost elaboró una lista de comprobación para las unidades de cuidados intensivos que el personal asistencial podía seguir para asegurarse de que se realizaban todos los lavados de manos, fregados antisépticos y desinfección de superficies necesarios durante los procedimientos médicos, con el fin de evitar la propagación de infecciones a los pacientes hospitalizados.

Pormenores

Los hospitales que han adoptado estos métodos han perdido menos pacientes por complicaciones causadas por infecciones bacterianas.

Los investigadores trabajan continuamente para descubrir nuevos antibióticos como medio para superar la resistencia a los antibióticos. Algunos de los compuestos potencialmente eficaces que se han descubierto son ciertas toxinas bacterianas y péptidos antimicrobianos. También se están investigando nuevas estrategias de tratamiento, como la combinación de antibióticos sinérgicos para potenciar la eliminación de las bacterias. Puede ser posible introducir en las poblaciones bacterianas compuestos que resensibilicen eficazmente a las bacterias a los fármacos antibióticos existentes.

Datos verificados por: Brite
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Recursos

Traducción al Inglés

Traducción al inglés de Antibióticos: Antibiotics

Véase También

Antihelmíntico
Antifúngico
Antimalárico
Antiprotozoarios
Medicamento antiviral
Bala mágica (medicina)
Prebiótico (nutrición)
Probiótico
Bacticidas

Bibliografía

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