Los antibióticos pueden reducir la capacidad de las células inmunes para matar las bacterias

Los antibióticos normalmente actúan en concierto con el sistema inmune de un organismo para eliminar una infección; pero estos medicamentos pueden tener amplios efectos secundarios, como la eliminación de bacterias "buenas" en el curso de la lucha contra un patógeno.

Un nuevo estudio dirigido por investigadores del Instituto Broad del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) y la Universidad de Harvard y el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada, todos en Estados Unidos, ha demostrado que los antibióticos también pueden reducir la capacidad de las células inmunes de ratón para matar bacterias y que los cambios en el ambiente bioquímico directamente provocados por el tratamiento puede proteger al patógeno bacteriano.

"Los antibióticos interactúan con las células, particularmente las inmunes, de una manera que no esperábamos --señala el coautor Jason Yang, investigador postdoctoral en el Instituto Broad y el MIT--. Y el contexto bioquímico, alterado por los antibióticos y las células del tejido circundante, es importante cuando intentas predecir cómo podría funcionar un medicamento en diferentes personas o en distintas infecciones".

En vista de la creciente amenaza de la resistencia a los antibióticos, entender los innumerables impactos de los antibióticos es también un objetivo crítico para los investigadores y los médicos que formulan mejores tratamientos. El autor principal, James Collins, miembro del instituto de Broad, profesor del MIT y miembro principal de la facultad en el Instituto Wyss, y su laboratorio han demostrado previamente que varios tipos de antibióticos pueden dañar las mitocondrias en ratones y en células epiteliales humanas, y que la susceptibilidad bacteriana a los medicamentos puede verse afectada por pequeñas moléculas, llamadas metabolitos, liberadas por las células como productos intermedios de sus reacciones metabólicas.

Yang y sus colegas sospecharon que el tratamiento con antibióticos podría alterar aún más el microambiente de la infección de manera que afecta a las bacterias y las células inmunes. Para investigar este tema, el equipo trató a ratones infectados por la bacteria 'Escherichia coli' con un antibiótico comúnmente usado llamado ciprofloxacina, administrado a través del agua potable de los animales en concentraciones relativas a las que recibiría un ser humano, y cuantificó los cambios bioquímicos.

CAMBIOS EN LOS METABOLITOS

Los científicos encontraron que el tratamiento con antibióticos provocó cambios sistémicos en los metabolitos, no al influir en el microbioma, sino al actuar directamente sobre los tejidos del ratón. Tras una investigación adicional, el equipo determinó que los metabolitos liberados por las células de ratón hacen que 'E. coli' sea más resistente a la ciprofloxacina. La exposición a los antibióticos también perjudicó la función inmune al inhibir la actividad respiratoria en las células inmunes: los macrófagos tratados con ciprofloxacina fueron menos capaces de engullir y matar a la bacteria 'E. coli'.

"Por lo general, se supone que los antibióticos tendrán un impacto significativo en las células bacterianas y, sin embargo, aquí parecen estar desencadenando respuestas en las células de mamíferos", afirma Collins. "Los fármacos están produciendo cambios que son realmente contraproducentes para el esfuerzo de tratamiento. Reducen la susceptibilidad bacteriana a los antibióticos y los medicamentos mismos disminuyen el beneficio funcional de las células inmunes", añade.

Los resultados, detallados en un artículo publicado este jueves en 'Cell Host & Microbe', destacan el potencial de los antibióticos para modular el sistema inmune y revelan la importancia del microambiente metabólico para resolver una infección. "Los aspectos de este trabajo indican que la diversidad bioquímica podría ser un impulsor de diferentes resultados de tratamiento de fármacos --apunta Yang--. Si entendemos mejor los efectos específicos que los antibióticos pueden tener en diferentes células, eso puede ayudarnos a tomar decisiones sobre cómo tratar mejor la infección".

Traducir los hallazgos a la salud humana requerirá más trabajo de seguimiento. "Necesitamos realizar estudios adicionales en animales en un rango más amplio de condiciones con una gama más grande de antibióticos y, potencialmente, medir metabolitos en pacientes humanos sometidos a tratamiento, para ver qué más podría estar sucediendo", concluye Collins.