Una infección multirresistente está a punto de evolucionar en los pacientes con fibrosis quística

   En un estudio publicado en la revista \'Science\', un equipo dirigido por científicos de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, ha examinado los datos del genoma completo de 1.173 muestras clínicas de \'M. abscessus\' tomadas de 526 pacientes para estudiar cómo ha evolucionado --y sigue evolucionando-- el organismo. Las muestras se obtuvieron en clínicas de fibrosis quística del Reino Unido, así como en centros de Europa, Estados Unidos y Australia.

   El equipo descubrió dos procesos clave que desempeñan un papel importante en la evolución del organismo. El primero se conoce como transferencia horizontal de genes, un proceso por el que las bacterias recogen genes o secciones de ADN de otras bacterias del entorno. A diferencia de la evolución clásica, que es un proceso lento e incremental, la transferencia horizontal de genes puede dar grandes saltos en la evolución del patógeno, permitiéndole convertirse repentinamente en mucho más virulento.

   El segundo proceso es la evolución dentro del huésped. Como consecuencia de la forma del pulmón, múltiples versiones de la bacteria pueden evolucionar en paralelo, y cuanto más tiempo dure la infección, más oportunidades tendrán de evolucionar, y las variantes más aptas acabarán ganando. Se han observado fenómenos similares en la evolución de nuevas variantes del SARS-CoV-2 en pacientes inmunodeprimidos.

   El profesor Andrés Floto, coautor principal del Centro de Inteligencia Artificial en Medicina (CCAIM) y del Departamento de Medicina de la Universidad de Cambridge, así como del Centro de Infecciones Pulmonares de Cambridge, en el Hospital Real de Papworth, explica que "lo que se consigue es una evolución paralela en diferentes partes del pulmón de un individuo. Esto ofrece a las bacterias la oportunidad de realizar múltiples tiradas de dados hasta encontrar las mutaciones más exitosas. El resultado neto es una forma muy eficaz de generar adaptaciones al huésped y aumentar la virulencia".

   "Esto sugiere que podría ser necesario tratar la infección tan pronto como se identifique --prosigue--. De momento, como los fármacos pueden causar efectos secundarios desagradables y tienen que administrarse durante un largo periodo de tiempo -a menudo hasta 18 meses-, los médicos suelen esperar a ver si la bacteria causa la enfermedad antes de tratar la infección. Pero lo que esto hace es dar al bicho mucho tiempo para evolucionar repetidamente, haciendo potencialmente más difícil su tratamiento".

   El profesor Floto y sus colegas han defendido anteriormente la vigilancia rutinaria de los pacientes con fibrosis quística para comprobar si hay infección asintomática. Esto implicaría que los pacientes enviaran muestras de esputo tres o cuatro veces al año para comprobar la presencia de infección por \'M. abscessus\'. Esta vigilancia se lleva a cabo de forma rutinaria en muchos centros del Reino Unido.

   Mediante modelos matemáticos, el equipo ha podido retroceder en la evolución del organismo en un solo individuo y recrear su trayectoria, buscando las mutaciones clave de cada organismo en cada parte del pulmón. Al comparar muestras de varios pacientes, pudieron identificar el conjunto clave de genes que permitió a este organismo transformarse en un patógeno potencialmente mortal.

   Estas adaptaciones pueden producirse muy rápidamente, pero el equipo descubrió que su capacidad de transmisión entre pacientes estaba limitada: paradójicamente, aquellas mutaciones que permitían al organismo convertirse en un patógeno más exitoso dentro del paciente también reducían su capacidad de sobrevivir en superficies externas y en el aire, los mecanismos clave por los que se cree que se transmite entre personas.

   Uno de los cambios genéticos más importantes observados por el equipo fue el que contribuyó a que \'M. abscessus\' se volviera resistente al óxido nítrico, un compuesto producido naturalmente por el sistema inmunitario humano. El equipo iniciará en breve un ensayo clínico destinado a potenciar el óxido nítrico en los pulmones de los pacientes mediante el uso de nitrito acidificado inhalado, lo que esperan que se convierta en un novedoso tratamiento para esta devastadora infección.

   El examen del ADN extraído de las muestras de los pacientes también es importante para ayudar a comprender las vías de transmisión. Este tipo de técnicas se utilizan de forma rutinaria en los hospitales de Cambridge para cartografiar la propagación de infecciones como el SARM y el \'C. difficile\' y, más recientemente, el SARS-CoV-2.

   Los conocimientos sobre la propagación de \'M. abscessus\' ayudaron a diseñar el nuevo edificio del Royal Papworth Hospital, inaugurado en 2019, que cuenta con un sistema de ventilación de última generación para evitar la transmisión. El equipo ha publicado recientemente un estudio que demuestra que este sistema de ventilación es muy eficaz para reducir la cantidad de bacterias en el aire.

   El profesor Julian Parkhill, autor principal conjunto del Departamento de Medicina Veterinaria de la Universidad de Cambridge, añade que "el \'M. abscessus\' puede ser una infección muy difícil de tratar y puede ser muy peligrosa para las personas que viven con fibrosis quística, pero esperamos que los conocimientos de nuestra investigación nos ayuden a reducir el riesgo de transmisión, a impedir que el bicho siga evolucionando y a prevenir potencialmente la aparición de nuevas variantes patógenas".

   El equipo ha utilizado su investigación para desarrollar conocimientos sobre la evolución de \'M. tuberculosis\', el patógeno que causa la tuberculosis hace unos 5.000 años. Al igual que el \'M. abscessus\', es probable que el \'M. tuberculosis\' comenzara su vida como un organismo ambiental, adquiriera genes por transferencia horizontal que hicieran más virulentos a determinados clones, y luego evolucionara a través de múltiples rondas de evolución dentro del huésped.

   Mientras que \'M. abscessus\' está actualmente detenido en este punto evolutivo, \'M. tuberculosis\' evolucionó aún más para poder saltar directamente de una persona a otra.

   La doctora Lucy Allen, Directora de Investigación del Cystic Fibrosis Trust, resalta que "esta apasionante investigación aporta una esperanza real de encontrar mejores formas de tratar las infecciones pulmonares que son resistentes a otros fármacos".