Los gradientes de concentración estimulan la resistencia antibiótica

Para que una bacteria se vuelva resistente a un antibiótico, son necesarias varias mutaciones favorables. Y conseguirlas todas es difícil. Si la concentración del medicamento es demasiado alta, los mutantes intermedios no tendrán suficiente ventaja competitiva para sobrevivir al fármaco; y si la concentración del medicamento es demasiado baja, los mutantes se verán arrasados por la población original mucho mayor, antes de que puedan adquirir la siguiente mutación.

Neisseria gonorrhoeae (Foto:CDC/ Dr. Norman Jacobs, 1974).

Sin embargo, Mycobacterium tuberculosis, Neisseria gonorrhoeae y otras bacterias patógenas siguen desafiando los antibióticos. Pero, ¿cómo? Un equipo de investigadores de la Universidad de California San Diego (UCSD) tiene una posible respuesta, basada en dos ideas básicas y verosímiles: que las concentraciones del fármaco varían dentro de un huésped y que las bacterias se pueden mover entre zonas de diferente concentración.

Podría suceder que las bacterias, una vez adquirida una mutación favorable en una zona de baja concentración, establecieran colonias en una zona de concentración ligeramente mayor, donde podrían subsistir, a diferencia del resto de bacterias que no han mutado. De este modo, los mutantes podrían proliferar en la nueva zona sin competición. Si el proceso se repite varias veces, al final las bacterias podrían conseguir una resistencia total al fármaco.

Para valorar esta posibilidad, el equipo de la UCSD construyó un modelo estocástico en el que la adquisición gradual de resistencia depende de la facilidad con que cada generación de bacterias muta (favorablemente o desfavorablemente), prolifera, muere o migra a una nueva zona. Asignando probabilidades verosímiles a estos procesos, los investigadores encontraron que sus bacterias simuladas acababan adquiriendo resistencia al fármaco y lo hacían rápidamente.

El siguiente paso es probar el modelo en un experimento con microfluidos. Veremos qué pasa.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i8/p20_s2