LABORATORIO DE URGENCIAS

Bacterias Pueden Funcionar Como una Especie de Terapia Antibiótica

                                            Lisa Osbelt; Marie Wende; Éva Almási; Elisabeth Derksen; Uthayakumar M.; Eric J.Galvez;
                                            Enrico Schalk; Patrick Chatwal; Thomas Fischer; Dirk Schuter; Till Strowig et al                                                                                Department of Microbial Immune Regulation, Helmholtz Center, Braunschweig, Germany
                                                                                   ESF International Graduate School on Analysis, Imaging and Modelling of Neuronal and Inflammatory    
                                                                                   Processes, Otto-Von-Guericke University, Magdeburg, Germany
                                                                                   Mouse-Pathology Platform, Helmholtz Centre for Infection Research, Braunschweig, Germany
                                                                                   Department of Hematology and Oncology, University Hospital Magdeburg, Magdeburg, Germany
                                                                                   Department of Medical Microbiology and  Epidemiology, Hannover Medical School, Hannover, Germany
                                                                                   Department of Medical Microbiology, University Hospital Magdeburg, Magdeburg, Germany
                                                                                   Bacterial Metabolomics, Leibniz Institute -German Collection of Microorganisms and Cell Cultures,         
                                                                                   Braunschweig, Germany
                                                                                   Cluster of Excellence RESIST (EXC 2155), Hannover Medical School, Hannover, Germany
                                                                                   Center for Individualized Infection Medicine, Hannover, Germany
                                                                                   German Center for Infection Research (DZIF), Hannover-Braunschweig, Braunschweig, Germany

                                                                                 Cell Host and Microbe (November 2021), vol 29,Issue 11:1663-1679

                                                                                                             Summarized by: Carmen Leitch

La infección y colonización por bacterias multirresistentes (MDR) se ha convertido en un grave problema de salud a nivel mundial. En particular, la creciente prevalencia de enterobacterias resistentes a carbapenémicos, como Klebsiella pneumoniae, dificulta cada vez más el tratamiento de estas infecciones. En particular, la incidencia de infecciones, así como el número de muertes relacionadas con K. pneumoniae resistente a carbapenémicos, ha aumentado en los hospitales europeos, de 2535 en 2007 a 15 910 en 2015, y de 341 a 2094, respectivamente.
Los factores de riesgo de colonización e infección incluyen el uso de antibióticos de amplio espectro, la inmunosupresión y los dispositivos intravasculares, lo que aumenta el riesgo de lesión de la mucosa y las subsiguientes infecciones de tejidos profundos y del torrente sanguíneo sistémico. En consonancia con estos hallazgos, varios estudios han destacado que la colonización intestinal y la expansión de K. pneumoniae tras la pérdida de la resistencia a la colonización representan una etapa temprana en la progresión de estas infecciones. El término "resistencia a la colonización" describe las interacciones directas e indirectas entre la microbiota y el patógeno que impiden la entrada y colonización de patógenos en el huésped en condiciones normales. Las estrategias competitivas directas de la microbiota residente incluyen la competencia por nutrientes esenciales, metabolitos y nichos ambientales, la producción de compuestos inhibidores y tóxicos, como los ácidos grasos de cadena corta (AGCC), y la eliminación mediada por el sistema de secreción tipo VI. La alteración de la microbiota homeostática causada por factores ambientales, la dieta o medicamentos puede alterar su composición inicial, especialmente eliminando grupos específicos de bacterias anaerobias y sus metabolitos producidos, como los AGCC, lo que a su vez altera la susceptibilidad a los patógenos entéricos. En particular, se ha demostrado que los antibióticos facilitan la colonización de ratones con K. pneumoniae. Tras la depleción de la microbiota mediada por antibióticos, también se reduce la producción de moco y moléculas efectoras antimicrobianas, lo que aumenta aún más el riesgo de invasión bacteriana del epitelio intestinal. En estudios de cohortes en humanos, las diferencias interindividuales en la composición de la microbiota intacta también se han asociado con la susceptibilidad a infecciones entéricas. De igual manera, la composición de la microbiota intestinal y microbios específicos modulan las infecciones por enteropatógenos, como Enterococcus spp. resistente a la vancomicina (ERV), Salmonella Typhimurium, Clostridioides difficile o Citrobacter rodentium. Por ejemplo, las similitudes en la utilización del carbono por parte de las especies comensales Escherichia coli y C. rodentium provocan competencia entre estas especies. De igual manera, se ha demostrado que K. michiganensis supera a E. coli y S. Typhimurium en la utilización de azúcares.
Además, la especialización de nicho también ocurre dentro de las mismas cepas bacterianas, como Bacteroides spp.
En general, aunque la influencia de los AGCC y la competencia entre Enterobacteriaceae metabólicamente relacionadas se ha convertido en un principio común para determinar la resistencia a la colonización, se desconoce si la prevalencia y persistencia de los aislados clínicos de K. pneumoniae multirresistente en el intestino pueden verse afectadas por las condiciones ambientales y la competencia con Enterobacteriaceae, por ejemplo, el oxígeno o metabolitos específicos, y en qué medida.
Cuando contraemos una infección, podemos tomar antibióticos para eliminarla. A veces, la situación se complica. Algunos microbios se han vuelto resistentes a los antibióticos, lo que ha llevado a los investigadores a buscar nuevos fármacos o tratamientos alternativos.
Ahora también sabemos mucho más sobre la importancia de mantener un microbioma intestinal sano. Si los microbios patógenos invaden el intestino, los antibióticos de amplio espectro pueden eliminarlos, pero los microbios beneficiosos e importantes pueden ser eliminados al mismo tiempo. Los investigadores han aprendido más sobre cómo es posible utilizar microbios beneficiosos para impedir que los patógenos invadan el microbioma intestinal. Klebsiella pneumoniae puede vivir en el intestino y causar diversas infecciones graves, como neumonía y sepsis. También es una infección hospitalaria común, y su eliminación es cada vez más difícil.
Los investigadores han descrito otro microbio intestinal llamado Klebsiella oxytoca, que puede ayudar a eliminar K. pneumoniae del intestino. K. oxytoca consume los mismos azúcares que K. pneumoniae, compitiendo con el patógeno por su alimento. En un modelo murino, los científicos descubrieron que los microbiomas se restauraban más rápidamente tras el tratamiento con antibióticos en presencia de K. oxytoca. También se preguntaron si K. oxytoca influía en la probabilidad de infección por K. pneumoniae resistente a los medicamentos en adultos y niños sanos. Se tomaron muestras de heces, comúnmente utilizadas para evaluar el microbioma intestinal, de 100 voluntarios expuestos a K. pneumoniae. Los científicos determinaron que en muchas de las muestras donde K. pneumoniae se desarrolló deficientemente, K. oxytoca estaba presente. En un modelo murino, esto se confirmó: la presencia de K. oxytoca podría reducir significativamente la vulnerabilidad a la infección por K. pneumoniae.
Escherichia coli se conoce comúnmente como un patógeno dañino, pero muchas cepas de esta bacteria son una parte sana, no patógena y normal del intestino humano; la E. coli que produce toxinas o termina donde no debería estar puede ser peligrosa. Este estudio también demostró que la E. coli normal puede prevenir infecciones dañinas por Salmonella. La investigación indicó que este efecto puede depender de qué otros microbios se encuentren en el intestino.
Si en nuestro modelo hay Lachnospiraceae que también pueden metabolizar azúcares simples, la E. coli puede brindar protección; de lo contrario, no puede.
En general, ahora comprendemos mejor por qué los probióticos también pueden ser beneficiosos en algunas personas, pero no en otras. Esto se debe al entorno microbiano, que varía considerablemente de una persona a otra.
Parte de esta investigación utilizó ratones libres de gérmenes; estos ratones nacen sin microbioma, por lo que los microbios que colonizan estos ratones pueden ser controlados cuidadosamente por los investigadores. En este informe se utilizó una colonia compuesta por doce cepas de microbios comunes. Sin embargo, aún no refleja la verdadera complejidad natural del microbioma. No obstante, también reveló cuán intrincada puede ser esa red de relaciones. Se requiere más investigación antes de que podamos comprender el potencial terapéutico de los microbios y los probióticos, pero esta investigación ha demostrado que los microbios beneficiosos pueden ser eficaces para promover la buena salud.