miércoles, 1 de agosto de 2018

Los antibióticos


El término antibiótico es utilizado para distinguir las escasas sustancias antimicrobianas, ya sean de origen microbiano o sintético, que han demostrado ser suficientemente selectivas y eficaces en su utilización como quimioterápicos.

Antibioticos y biologia


- El descubrimiento de los antibióticos


La inhibición de algunos microorganismos por otros –la antibiosis, como relación ecológica opuesta a la simbiosis– fue comprobada por vez primera en 1877 por Pasteur, quien observó la eliminación del bacilo del ántrax en un cultivo contaminado por éste. Al descubrirse los antibióticos, fueron definidos como sustancias antimicrobianas producidas por los microbios. Fleming, en 1929, señaló la acción antibiótica de una colonia del hongo Penicillium notatum cuando contaminaba un cultivo de estafilococo. La sustancia inhibidora, que fue denominada penicilina, pareció en principio demasiado inestable para poder aislarse, quedando por ello aplazado este problema. Algunos años después, Chain y sus colaboradores abordaron en el laboratorio de Florey, en Oxford, la purificación de la penicilina, y demostraron que era relativamente estable una vez purificada y deshidratada. Además resultó ser atóxica para el hombre y más activa que las sulfaminas frente a los microorganismos sensibles. El éxito de la penicilina condujo a la búsqueda en gran escala de nuevos antibióticos, en principio en los centros de investigación médica y en los laboratorios que se ocupaban del estudio de la microbiología del suelo, y posteriormente en la industria farmacéutica. Este esfuerzo masivo ha aportado muchos productos valiosos. Al mismo tiempo, ha aparecido un conjunto de factores que estimula notablemente la producción de los diferentes medicamentos. Por ejemplo, las importantes consecuencias financieras que produce la sustitución en el mercado de una sustancia antimicrobiana por otra.

- Antibióticos de amplio espectro: inhibición de la síntesis proteica


Los antibióticos de amplio espectro se caracterizan por su actuación frente a una gran variedad de especies microbianas. Esta definición es relativa; el término se aplica convencionalmente al cloramfenicol y las tetraciclinas, que poseen un espectro antimicrobiano semejante. Aunque muy diferentes en estructura, estos medicamentos son idénticos en su mecanismo de acción final: son bacteriostáticos y producen una inhibición inmediata y reversible de la síntesis proteica, aunque la síntesis de ácidos nucleicos prosigue durante algún tiempo. El cloramfenicol es producido por Streptomyces venezuelae. Contiene un grupo nitro y otro dicloroacetil, poco frecuentes en los productos naturales. Aunque descubierto como un antibiótico, hoy se produce comercialmente por síntesis química. Las tetraciclinas poseen una estructura con cuatro anillos unidos; de aquí su nombre genérico. La clorotetraciclina, uno de los primeros grandes éxitos de la investigación industrial sobre antibióticos, es producida por Streptomyces aureofaciens, probablemente denominado así por el color dorado de sus colonias.

Los antibióticos polipéptidos puros son producidos por bacterias esporuladas, y las penicilinas, por hongos esporulados (que producen también griseofulvina). Todos los demás grupos de antibióticos importantes, incluyendo los macrólidos, aminoglucósidos, novobiocina, cloramfenicol, tetraciclinas y polienos, son originados por estreptomicetos, grupo de actinomicetos esporulados. Resulta curioso el papel predominante de los estreptomicetos. Junto a una docena aproximadamente de antibióticos útiles señalados, estos organismos producen alrededor de 500 antibióticos distintos, que han resultado demasiado tóxicos para poder ser empleados en clínica. Algunos de estos productos se han aislado de otros grupos microbianos. Aparte de lo ya señalado, los estreptomicetos muestran escasas propiedades interesantes. No se conoce en absoluto la causa por la que los antibióticos son producidos en su mayor parte por los estreptomicetos.

Aunque inicialmente se pensó que la producción de antibiótico reflejaba una relación ecológica fundamental (antibiosis) entre microbios competitivos en la naturaleza, debemos considerar la posibilidad de que refleje simplemente una mutación en la biosíntesis que puede no ser beneficiosa para el organismo e incluso puede resultar perjudicial. Este punto de vista viene apoyado por varios hechos. En primer lugar, los organismos productores de antibióticos constituyen sólo una pequeña fracción de la población microbiana en las muestras de tierra, por lo que no parecen poseer gran ventaja selectiva. Por otra parte, las cepas encontradas en la naturaleza sólo liberan pequeñas cantidades de antibióticos. Asimismo, la aparición tardía de los antibióticos en el ciclo del crecimiento no parece adaptada a una ayuda en la competición para el crecimiento en el ambiente natural.

- Toxicidad de los antibióticos


Desde el punto de vista de sus manifestaciones tóxicas, los antibióticos pueden dar lugar a anemias, perturbaciones del oído y del equilibrio, erupciones, prurito, urticaria y fenómenos que se atribuyen a falta de vitaminas del grupo B, que durante la terapia antibiótica suelen producirse a consecuencia de la destrucción de la flora bacteriana intestinal, que se encarga de sintetizar estas vitaminas en el cuerpo humano. A su vez, pueden provocar el deterioro del epitelio de la cavidad oral o sensación de ardor (estomatitis) debido a una acción perjudicial directa sobre las células del revestimiento estomacal y de otras mucosas. Asimismo, el propio antibiótico puede favorecer el desarrollo de algunos gérmenes u hongos resistentes, como la Cándida albicans.

- La resistencia a los antibióticos


El fenómeno de la resistencia bacteriana a la acción de los antibióticos reviste un interés considerable. Se atribuye fundamentalmente a la existencia de cepas bacterianas primitivamente dotadas de un metabolismo sobre el cual los antibióticos no tienen capacidad de intervenir. Esto provoca que, con el paso del tiempo, se haga imprescindible aumentar la dosis de antibióticos necesaria para la curación. El fenómeno de la resistencia no sólo ha llevado a modificaciones en las dosis, sino que ha hecho necesaria la asociación de varios antibióticos entre sí, para potenciar o sumar su actividad.

- ¿Cómo se transmite esta resistencia?


La resistencia a los antibióticos se genera por dos caminos distintos. Uno de ellos es a través de la mutación de la bacteria, pero el más frecuente es precisamente cuando se transfiere el gen de resistencia de una bacteria a otra. Por norma general, basta con que una de ellas contenga ese carácter para que, en poco tiempo, lo adquiera una población de bacterias. Cuando ello ocurre, el fármaco deja de ser efectivo. Los mecanismos de transferencia de material genético de una bacteria a otra, comúnmente llamados de conjugación, están descritos desde hace años. Sin embargo, no se había podido determinar cómo un fragmento de ADN podía pasar de una a otra ni cuál era la estructura que lo permitía. Los equipos del Instituto de Biología Molecular del CSIC de Barcelona y del departamento de Biología Molecular de la Universidad de Cantabria, han dado con la puerta de entrada de ese mecanismo. Se trata de una proteína denominada TrwB, situada en la parte más interior de la membrana bacteriana. Su presencia permite anclar los fragmentos de ADN y transferirlos a otra bacteria, a través de una estructura formada por distintas proteínas. El hallazgo de la proteína TrwB, cuya estructura tridimensional se ha determinado igualmente, podría tener gran trascendencia en aplicaciones médicas. Una simple mutación de esa proteína o su bloqueo mediante una molécula específica, bastaría para impedir el paso de información genética de una bacteria a otra. De esta forma se frenaría la transmisión de los genes que confieren resistencia a los fármacos.