Una estrategia inédita para frenar la resistencia a antibióticos emerge desde Harvard

Investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard han desarrollado un nuevo método para rastrear cómo las bacterias adquieren resistencia a los antibióticos. El estudio, publicado en Science el 20 de noviembre, se llevó a cabo en Boston mediante herramientas microfluídicas avanzadas. La investigación revela cómo la competencia entre plásmidos puede explotarse para limitar la propagación de genes resistentes. El avance abre una vía potencial para combatir una crisis global que ya provoca más de 1,3 millones de muertes al año.

Un mapa celular para entender cómo evoluciona la resistencia

La resistencia a los antibióticos constituye una de las amenazas sanitarias más urgentes del siglo XXI, con proyecciones que estiman 39 millones de muertes entre 2025 y 2050 si no se adoptan medidas efectivas. En este contexto, el trabajo de Harvard representa un punto de inflexión: por primera vez, científicos han capturado en tiempo real cómo los plásmidos, los pequeños elementos genéticos móviles responsables de diseminar resistencia, compiten dentro de una misma célula bacteriana.

El sistema fue desarrollado por investigadores de los laboratorios de Michael Baym, especialista en informática biomédica, y Johan Paulsson, referente mundial en biología de sistemas. Su desafío era doble: generar condiciones donde cada bacteria contuviera una proporción idéntica de dos plásmidos incompatibles y, además, observar su competencia en aislamiento total. Para ello, diseñaron dímeros de plásmidos sintéticos capaces de dividirse de forma controlada y utilizaron dispositivos microfluídicos que capturan células individuales en diminutas cámaras de observación.

El autor principal, Fernando Rossine, quienes describes el trabajo experimental como “una ventana única para observar la evolución en cámara lenta”. Gracias a su sistema, el equipo descubrió que los plásmidos incompatibles pueden coexistir durante largos periodos, un hallazgo sorprendente dado que tradicionalmente se consideraba que uno debía desplazar al otro rápidamente. La explicación radica en un mecanismo de control de replicación basado en metilación, capaz de ralentizar la competencia genética.

El estudio también reveló que, dentro de la célula, los plásmidos menos activos transcripcionalmente –aquellos que expresan menos genes– cuentan con una ventaja inesperada: consumen menos recursos y ejercen menos presión sobre la maquinaria celular, lo que les permite persistir más tiempo. Esta observación cuestiona modelos evolutivos simplificados y sugiere que la resistencia no siempre es un juego de “el más fuerte gana”, sino un equilibrio dinámico entre presión selectiva y coste metabólico.

Los resultados permiten reconstruir la dinámica de la resistencia desde una perspectiva molecular precisa. En lugar de centrarse únicamente en cómo los antibióticos favorecen cepas resistentes, este enfoque muestra cómo la competencia intracelular puede moldear qué genes se transmiten, cuáles se pierden y cómo las bacterias equilibran su propia supervivencia genética.

Convertir la evolución en una herramienta médica

El equipo de Harvard sostiene que estas observaciones pueden convertirse en estrategias prácticas para combatir la resistencia. Si se identifica qué plásmidos poseen desventajas naturales y cuáles pueden ser inducidos a perder estabilidad bajo ciertas condiciones, podrían desarrollarse intervenciones para perturbar la evolución bacteriana desde dentro, reduciendo la probabilidad de que genes resistentes se propaguen.

Rossine lo resume con claridad: “Podemos armamentizar la competencia intracelular entre los propios elementos genéticos móviles”. En otras palabras, ya no se trata solo de matar bacterias, sino de forzar que su material genético compita de manera desventajosa para los plásmidos de resistencia.

El estudio, respaldado por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales y varias fundaciones científicas, abre múltiples caminos. Uno de ellos es la posibilidad de diseñar moléculas que interrumpan la metilación involucrada en la replicación, acelerando la pérdida espontánea de plásmidos resistentes. Otro es introducir plásmidos artificiales de baja actividad, que compitan eficazmente contra los resistentes y los obliguen a retirarse del ecosistema celular.

Más allá de su aplicación clínica, la investigación ilumina conceptos fundamentales sobre cómo opera la evolución en diferentes niveles. La coexistencia de plásmidos incompatibles muestra que la selección natural puede trabajar a escalas paralelas: lo que beneficia a un gen puede no beneficiar a la célula, y lo que beneficia a la célula puede no beneficiar a la población. Rossine señala que este fenómeno es clave para entender “cómo la vida compleja está construida sobre capas evolutivas que a veces están en conflicto”.

La Organización Mundial de la Salud advirtió recientemente que una de cada seis infecciones bacterianas confirmadas en laboratorio ya es resistente a los antibióticos, una cifra que subraya la urgencia de desarrollar nuevas herramientas. Los investigadores de Harvard creen que esta estrategia basada en competencia genética puede complementar los esfuerzos actuales para descubrir nuevos antibióticos y reducir el uso indiscriminado de los existentes.

En un contexto donde los nuevos fármacos antibacterianos tardan entre 10 y 15 años en llegar al mercado, interferir con la evolución bacteriana podría ofrecer soluciones mucho más inmediatas. No sustituirá a los antibióticos, pero sí puede evitar que sus efectos se desgasten tan rápido como hasta ahora.