Un estudio aporta nuevos datos sobre la acción de los antibióticos contra el neumococo y las resistencias al tratamiento

La identificación de la secuencia GATC como el principal sitio de unión de la girasa en el ADN del Streptococcus pneumoniae ha proporcionado información relevante sobre los procesos de resistencia bacteriana. Según publicó el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), esta secuencia no solo sirve de punto de interacción para la girasa, una enzima esencial en la célula bacteriana, sino que también es diana de los sistemas de restricción DpnI, DpnII y DpnIII del neumococo. La investigación desarrollada por el Centro Nacional de Microbiología (CNM) del ISCIII desvela que la metilación de la secuencia GATC por parte de los sistemas DpnII y DpnIII reduce la actividad de la girasa, lo que está directamente relacionado con un aumento en la presencia de variantes bacterianas resistentes a las fluoroquinolonas, grupo de antibióticos empleados en el tratamiento de neumonías adquiridas en la comunidad.

El medio ISCIII detalló que el estudio, dirigido por la doctora Adela González y publicado en la revista 'Nucleic Acids Research', aporta datos novedosos sobre los mecanismos de acción de las fluoroquinolonas en la lucha contra infecciones por S. pneumoniae. Tradicionalmente, estos fármacos han sido una de las principales herramientas para tratar enfermedades respiratorias graves causadas por el neumococo. Sin embargo, el aumento de cepas resistentes ha complicado la gestión clínica de infecciones como la neumonía, motivando la búsqueda de nuevos blancos terapéuticos que permitan superar estas limitaciones.

El equipo del CNM-ISCIII llevó a cabo un análisis detallado del genoma bacteriano, empleando técnicas de inmunoprecipitación y secuenciación masiva para mapear los lugares específicos del ADN donde se une el complejo formado por la girasa y las fluoroquinolonas. En este trabajo identificaron un total de 1.517 sitios genéticos, de los cuales un 92,7% se encontró localizado dentro de genes con altos niveles de actividad transcripcional. Esta prevalencia dentro de regiones génicas con intensa actividad sugiere una relación directa entre la función de la girasa y la regulación del genoma bacteriano.

Según consignó ISCIII, la secuencia GATC sobresalió tanto por su frecuencia —representando el 21,2% de todos los sitios detectados de unión— como por su importancia funcional. Además, los investigadores corroboraron que la metilación en GATC por parte de los sistemas DpnII o DpnIII conlleva una disminución significativa en la actividad de la girasa. Al observar estos cambios epigenéticos en el contexto de la resistencia bacteriana, evaluaron la hipótesis de que las cepas de S. pneumoniae con metilaciones en GATC presentan una tendencia más alta en la emergencia de variantes resistentes a las fluoroquinolonas.

La confirmación experimental de esta hipótesis, tal como confirmó ISCIII, ofrece una explicación sobre la persistencia y estabilización de la resistencia a fluoroquinolonas en poblaciones clínicas del neumococo. La correlación entre la presencia de estos sistemas de restricción y un aumento en la proporción de cepas resistentes refuerza el papel de los mecanismos epigenéticos, como la metilación del ADN, en la supervivencia bacteriana bajo la presión de tratamientos antibióticos. El trabajo señala que los tres sistemas (DnI, DpnII o DpnIII) se encuentran ampliamente distribuidos entre los aislamientos clínicos de neumococo, lo que sugiere que la resistencia puede estar sustentada por procesos ampliamente conservados en la especie.

De acuerdo con ISCIII, estos hallazgos plantean la posibilidad de enfocar la metilación del ADN bacteriano como una nueva diana terapéutica, abriendo la puerta al desarrollo de estrategias para restaurar la eficacia de los antibióticos convencionales o para diseñar fármacos que eviten la selección de variantes resistentes. El estudio así proporciona información relevante para el diseño de nuevos abordajes que apunten a reducir la aparición y diseminación de resistencias en patógenos responsables de infecciones respiratorias graves.

La investigación liderada desde el CNM-ISCIII continúa la línea de análisis de las relaciones entre genética bacteriana, epigenética y respuesta a los tratamientos antibióticos, aportando conocimiento sobre cómo pequeños cambios en la secuencia y modificación del ADN pueden alterar el éxito de la intervención médica. Según publicó ISCIII, la girasa es responsable de mantener la estructura adecuada del cromosoma bacteriano y participa activamente en el proceso de transcripción, aspectos que resultan críticos para el funcionamiento y la supervivencia de la bacteria.

El estudio publicado en 'Nucleic Acids Research' aporta elementos que permiten entender por qué las resistencias a fluoroquinolonas se consolidan en las poblaciones bacterianas. De acuerdo con los datos recogidos por ISCIII, el vínculo entre la metilación en GATC y el aumento en la frecuencia de mutantes resistentes ofrece una vía concreta para investigaciones futuras, orientadas tanto al descubrimiento de nuevos medicamentos como a la optimización de los ya existentes para dificultar la adaptación del neumococo frente a los tratamientos vigentes.

Los científicos destacan que la presencia de los sistemas DpnI, DpnII y DpnIII en las cepas clínicas de S. pneumoniae subraya la relevancia clínica y biológica de este mecanismo, consolidando el papel de los procesos epigenéticos en la dinámica de las resistencias bacterianas. Tal como reportó ISCIII, este trabajo amplía la base de conocimiento sobre los obstáculos en el tratamiento de neumonías comunitarias y sugiere que la vigilancia de las modificaciones del ADN bacteriano podría integrarse como un componente clave en la gestión de infecciones por neumococo.