La revolución que supuso el descubrimiento de los antibióticos en el siglo XX ha salvado innumerables vidas, sin embargo, el surgimiento de bacterias resistentes representa un nuevo desafío para la medicina contemporánea. Una de las claves para abordar este problema radica en la capacidad de identificar de forma precisa las bacterias responsables de las infecciones, lo que permite a los profesionales de la salud utilizar antibióticos específicos y efectivos, minimizando así el riesgo de desarrollo de nuevas resistencias.
Científicos de la Universidad de Zúrich han desarrollado una serie de moléculas que permiten detectar ciertas especies de bacterias de manera más rápida que los métodos tradicionales. Esta innovación abre la puerta a métodos diagnósticos médicos más ágiles, especialmente en el contexto de infecciones en el torrente sanguíneo.
Avances en diagnósticos rápidos
Según Markus Seeger, bioquímico que lideró el estudio en el Instituto de Microbiología Médica de la Universidad de Zúrich, «las moléculas desarrolladas ya se están utilizando en colaboración con la start-up zurichense Rqmicro, que proporciona herramientas para monitorear la calidad del agua». La investigación ha sido publicada recientemente en Communications Biology.
El investigador destaca que en la carrera entre la evolución de las bacterias resistentes y el desarrollo de nuevos antibióticos, la humanidad no tiene posibilidades de ganar. Las bacterias han estado en conflicto con los virus durante millones de años y han aprendido a evadir nuevas amenazas. La solución más viable es utilizar los antibióticos de manera eficiente y restringida, evitando que las bacterias se expongan constantemente a residuos de estos fármacos, lo que podría hacer que pierdan su eficacia.
Este enfoque requiere diagnósticos médicos lo más rápidos y precisos posible. Sin embargo, los métodos tradicionales de identificación son lentos y requieren la recolección de muestras que deben cultivarse hasta alcanzar una cantidad suficiente para realizar análisis detallados, lo que puede tardar hasta 12 horas o más en algunos casos.
El equipo de Seeger busca acelerar este proceso: «Nuestra idea es detectar ciertas bacterias de manera más rápida, incluso en números reducidos, dándoles colores específicos. Pretendemos capturarlas directamente en la sangre para aumentar su densidad y analizarlas más rápidamente.»
Aunque esta metodología no proporciona un diagnóstico concluyente, permite a los científicos confirmar más rápidamente la presencia de ciertas bacterias, lo cual es crucial en casos de infecciones en el torrente sanguíneo, donde esperar uno o dos días para análisis detallados puede ser inviable.
El grupo se centró en la detección de Escherichia coli (E. coli), bacteria comúnmente asociada a infecciones urinarias y en el torrente sanguíneo. En Suiza, las tasas de resistencia a ciertos antibióticos para esta especie han aumentado cuatro veces entre 2004 y 2024.
El conocimiento sobre si una infección involucra a Escherichia coli o a otra bacteria es un punto de partida fundamental para decidir el tratamiento a seguir. La herramienta desarrollada por su equipo podría reducir en aproximadamente seis horas el tiempo total requerido para un diagnóstico tradicional.
Para capturar Escherichia coli, el equipo tuvo que resolver dos problemas fundamentales: encontrar el elemento específico común a todas las bacterias de esta especie y superar la complejidad del entorno azucarado que actúa como barrera alrededor de las mismas. Este «jungle de azúcares» es tan denso que pocas moléculas pueden penetrar en él.
Como solución, los científicos optaron por anticuerpos en miniatura, conocidos como nanocuerpos. Su pequeño tamaño les permite atravesar fácilmente las ramificaciones azucaradas, además de ser más estables que los anticuerpos convencionales. Esto es clave para obtener herramientas de detección que se puedan transportar y almacenar sin necesidad de mantener cadenas de frío.
El equipo analizó una base de datos internacional y un registro de bacterias detectadas en hospitales suizos. Al estudiar el genoma de las bacterias de Escherichia coli registradas, identificaron una proteína, OmpA, que se encuentra específicamente en esta bacteria. Posteriormente, desarrollaron nanocuerpos capaces de detectar esta versión de OmpA de manera efectiva en más del 90% de los miembros de la especie.
Este avance permite que las bacterias sean coloreadas sin ser capturadas. Seeger explica: «Para detectar Escherichia coli, esto funciona bien. Podemos unir pequeñas moléculas colorantes a los nanocuerpos sin aumentar significativamente su tamaño. Sin embargo, para capturar las bacterias, utilizamos perlas magnéticas más grandes que no pueden penetrar en el entorno de azúcares.»
Por ello, crearon una especie de caña de pescar para su kit de detección: un hilo molecular que conecta los nanocuerpos (el anzuelo) con las perlas magnéticas bloqueadas por los azúcares (el mango). «Ahora tenemos una herramienta para detectar y capturar Escherichia coli. Espero que podamos implementarla con éxito en diagnósticos clínicos. Ya la estamos utilizando para análisis ambientales», concluye Seeger.
