¿Cómo aparecen las resistencias en los microorganismos?

21 marzo, 2024/en Académico/por arvensisagro

¿Qué son las resistencias en los microorganismos?

La resistencia es la capacidad del microorganismo a sobrevivir a la exposición a un estímulo externo que de manera habitual lo mataría. Habitualmente y cuando se habla de resistencia, se suele extrapolar a resistencia a antibióticos, pero hay otros tipos de resistencias (como por ejemplo a elevadas temperaturas o a baja cantidad de agua).

La resistencia a los antimicrobianos se produce cuando bacterias, virus, hongos y parásitos cambian a lo largo del tiempo y dejan de responder a los tratamientos, lo que dificulta el tratamiento de infecciones y aumenta el riesgo de propagación de enfermedades y muerte.

¿Cómo se producen las resistencias?

Las resistencias se desarrollan como respuesta a la presión selectiva ejercida por un antibiótico u otro compuesto/condición (como por ejemplo un antiséptico o calor extremo).

Para el desarrollo de una resistencia deben darse 2 condiciones: que el contacto con la condición de selección sea prolongado y que la intensidad de dicha condición permita sobrevivir al microorganismo.

La resistencia a un estímulo particular puede ser una propiedad natural del microorganismo o puede adquirirse mediante un mecanismo:

Intrínseca: el microorganismo no posee la diana sobre la que actúa el estímulo, y por tanto no le afecta (si el antibiótico afecta a la pared celular y el microorganismo no tiene pared, el antibiótico no le afecta).
Adquirida: el microorganismo adquiere el mecanismo para no ser afectado por el estímulo. Estos mecanismos de resistencia adquirida incluyen: la presencia de enzimas que inactivan el estímulo, modificaciones postraduccionales o postranscripcionales de la diana, reducción de la toma del agente antimicrobiano y excreción activa del mismo (en el caso de que el estimulo sea una sustancia).

Hay que tener en cuenta que las dianas de los distintos microorganismos son distintas por su propia naturaleza (una bacteria no es igual que un hongo) y por tanto cada grupo de microorganismos tiene sus propias sustancias antimicrobianas.

Los mecanismos de acción de los agentes antimicrobianos pueden categorizarse en función de la diana de dichos agentes: inhibición de la síntesis de pared celular, de la síntesis de ácidos nucleicos, de la función ribosómica, o de la función de la membrana celular entre otros.

Ejemplos de resistencias en bacterias

Familia antibacteriana	Mecanismo de accion	Mecanismo de resistencia
Beta-lactamicos	Inhiben la producción de la pared celular. Se unen a enzimas que ayudan a formar los peptidoglicanos	Producción de beta-lactmasa. Cambio en las enzimas de la pared celular.
Cefalosporinas	Interfieren en la síntesis de la pared celular	Cefalosporinasas
Inhibidores de beta-lactamasa	Se unen o inhiben a la enzima beta-lactamasa	Beta lactamasas de espectro extendido
Aminoglicósidos	El rRNA se une a la subunidad 30S causando errores de lectura. Inhiben la producción de proteínas Afecta a la permeabilidad de la membrana celular	Fosforilación, adenilación y acetilación de los aminoglicósidos que evitan su unión
Fluoroquinolona	Interrumpe la rotura/reunión del ADN mediante su unión a girasa, topoisomerasa II o topoisomerasa IV	Modificaciones en la DNA girasa en la DNA girasa. Mutaciones que disminuyen la permeabilidad de las porinas de la membrana externa. Bombas de eflujo
Inhibidores de la ruta de folato	Síntesis de purinas para DNA	Mutaciones cromosómicas. Plásmidos. La ruta se bloquea debido a una dihidrofolato-reductasa resistente.
Tetraciclina	El rRNA se une a la subunidad 30S interfiriendo con la transferencia de aminoácidos.	Bomba de eflujo inducible. Cambio del sitio de unión.

Ejemplos de resistencias en hongos

Familia fungicida	Mecanismo de accion	Mecanismo de resistencia
Azoles	Los azoles alteran la integridad de la membrana mediante la inhibición de la actividad de la enzima implicada en la biosíntesis de ergosterol (componente lipídico mayoritario de la membrana celular fúngica).	Síntesis de bombas de eflujo que expulsan el fungicida.
Polienos	Se unen al ergosterol, lo cual resulta en la formación de poros que alteran la permeabilidad de la membrana produciendo la muerte celular.	Alteraciones en los lípidos de membrana
Analogos de pirimidina		Las resistencias se deben a una reducción de la acumulación del antifúngico en el interior celular causada por mutaciones puntuales en genes que codifican para permesas y desaminasas
Alilamina, tiocarbamato y morfolina	Desorganizan la membrana celular, en este caso, mediante la inhibición de la escualeno-epoxidasa, implicada en la biosíntesis de ergosterol	Alteraciones en la ruta de biosíntesis del ergosterol.
Equinocandinas	Las equinocandinas inhiben la síntesis de la pared fúngica. Esto resulta en un incremento de la vulnerabilidad a lisis osmótica.	Cambios en la diana de las equinocandinas que disminuyen su afinidad por estas.

Bibliografía y lectura recomendada

1.- Acar J, Röstel B. Antimicrobial resistance: an overview. Rev Sci Tech. 2001 Dec;20(3):797-810. doi:

http://dx.doi.org/10.20506/rst.20.3.1309.309. PMID: 11732423

2.- Dowling, Aideen & O’Dwyer, Jean & Adley, C.. (2017). Antibiotics: Mode of action and mechanisms of resistance.

3.- Boyce, K.J. The Microevolution of Antifungal Drug Resistance in Pathogenic Fungi. Microorganisms 2023, 11, 2757.

https://doi.org/10.3390/microorganisms11112757

4.- Maeda T, Furusawa C. Laboratory Evolution of Antimicrobial Resistance in Bacteria to Develop Rational Treatment Strategies. Antibiotics. 2024; 13(1):94.

https://doi.org/10.3390/antibiotics13010094

5.- Sharma, K., Parmanu, P.K. & Sharma, M. Mechanisms of antifungal resistance and developments in alternative strategies to combat Candida albicans infection. Arch Microbiol 206, 95 (2024).

https://doi.org/10.1007/s00203-023-03824-1