En un nuevo estudio liderado por la Escuela de Salud Pública de Harvard (HSPH), los investigadores ofrecen una nueva explicación de por qué algunas células de tuberculosis son más difíciles de tratar con antibióticos. El descubrimiento, que aparece en la última edición de la revista Science, muestra que la manera en que las células de micobacteria se dividen y crecen determina su susceptibilidad al tratamiento con fármacos.
Los resultados podrían conducir a nuevas vías de desarrollo de fármacos que mejor las células de la tuberculosis objetivo.
«Hemos encontrado que las consecuencias de los patrones simples e inesperados de crecimiento de las micobacterias, así como su división, significa que algunas células bacterianas tienen la capacidad de sobrevivir frente a los antibióticos», dijo Bree Aldridge, coautor del estudio.
La tuberculosis es una enfermedad infecciosa que mata a más de un millón y medio de personas cada año. Es una enfermedad difícil de tratar, a las personas se les receta una combinación de antibióticos que toman diariamente durante nueve meses, un régimen difícil de seguir para los pacientes y de administrar para las enfermeras y los médicos. Incluso después de haber comenzado el tratamiento, parece que algunas de las células infecciosas sobreviven durante largos periodos de tiempo.
Los investigadores de la HSPH, encabezados por Aldridge y la científico visitante Marta Fernández-Suárez, se dispusieron a determinar lo que diferencia a una célula que vive de uno que muere. Diseñaron una cámara única de microfluidos en el que crecieron células de ‘Mycobacterium smegmatis’ (que se comportan de manera similar a las células de tuberculosis) y filmó su crecimiento con un sistema de imágenes de células vivas.
Los investigadores pensaron que las células de ‘M.smegmatis’ se dividen de forma regular en las células hijas de tamaño similar, como hacen otras bacterias como la ‘E.coli’. En su lugar, se sorprendieron al encontrar que las células hijas de ‘M.smegmatis’ fueron increíblemente diversas, con un tamaño y tasas de crecimiento muy variables. Encontraron que esta diversidad se debe a que ‘M.smegmatis’ crece de una manera inusual, alargando un solo extremo.
Cuando una célula madre asimétrica se divide, crea células hijas que son muy diferentes una de otra en aspectos fundamentales, incluidas las propiedades de su crecimiento.
Los investigadores especularon que estas subpoblaciones fisiológicamente distintas de las células se traducen en diferencias en la susceptibilidad a los antibióticos, que apuntan a procesos esenciales para el crecimiento y la división. Para probar esta hipótesis, se trataron las células con diferentes tipos de antibióticos y observaron cómo respondieron las subpoblaciones de células hija.
Los resultados mostraron que células hijas diferentes exhiben diferentes susceptibilidades a los tratamientos, una fuerte evidencia de que las poblaciones de células micobacterianas contienen células inherentemente tolerantes a los antibióticos, y proporciona una importante pieza del rompecabezas de por qué la tuberculosis es una enfermedad tan difícil de tratar.
«Es sorprendente descubrir que las micobacterias difieren de manera tan fundamental de otras bacterias tales como ‘E.coli'», dijo Fortune. «Es fácil suponer que la mayoría de las bacterias trabajan de manera similar. Si bien es cierto a veces, este estudio muestra que especies bacterianas, como la tuberculosis, pueden ser totalmente diferentes la una de la otra y por lo tanto requieren diferentes métodos de tratamiento».
Los investigadores esperan que estos hallazgos conducen al desarrollo de regímenes de tratamiento en el que los antibióticos se combinan para dirigirse específicamente a las subpoblaciones de células tolerantes.
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