Sistema de vigilancia genómica contra las bacterias del futuro

Para la Organización Mundial de la Salud (OMS), la resistencia a los antimicrobianos es una de las 10 principales amenazas a la salud pública (Global Action Plan on Antimicrobial Resistance), fenómeno que se da cuando bacterias, virus, hongos o parásitos modifican sus mecanismos naturales y se vuelven inmunes a fármacos diseñados para eliminarlos.

Esto dificulta el tratamiento de infecciones, favorece su propagación, aumenta el riesgo de complicaciones graves o muerte, y hace que enfermedades antes controlables se vuelvan casi imposibles de contener. Para afrontar dicho escenario, Ciudad de México (CdMx) se prepara para instrumentar un proyecto sin precedentes: el primer sistema de vigilancia genómica de resistencia antimicrobiana desarrollado por la UNAM.

El programa, coordinado por el Laboratorio de Microbiología del Instituto de Química (MicroIQ), permitirá identificar genes de tolerancia, caracterizar brotes, anticipar escenarios epidemiológicos y orientar el uso adecuado de antibióticos con información confiable. El objetivo es brindar datos precisos y recientes que ayuden en el diseño de políticas públicas.

“Si CdMx fuera un paciente, sería imposible diagnosticar su resistencia antimicrobiana en este momento”, dijo Corina Diana Ceapâ, responsable del proyecto e investigadora del Instituto de Química (IQ) de la UNAM.

En México, la ausencia de datos actualizados y la fragmentación del sistema de salud han dejado a la capital sin una radiografía del problema, aun cuando las bacterias resistentes ya están en todos los espacios urbanos.

“A pesar de que el país participa en iniciativas globales, no existe un sistema nacional activo que reporte datos recientes, tanto en hospitales como en instituciones de salud pública. La pandemia por Covid-19 agravó esa falta de monitoreo. El último estimado real de la resistencia en la capital tiene años de atraso”, subrayó la científica universitaria.

Proyecto ViRamSe-CdMx

El Sistema de Vigilancia de la Resistencia a los Antimicrobianos, basado en la Secuenciación (ViRamSe) para la intervención integrada de salud pública en CdMx, operará mediante la recepción de muestras clínicas remitidas por hospitales y unidades sanitarias ya seleccionadas. Estos centros identificarán y enviarán (bajo estrictos protocolos éticos y de confidencialidad) las cepas más peligrosas: bacterias multirresistentes o panresistentes que han provocado infecciones graves o fallecimientos.

Por su parte, en el MicroIQ, el equipo obtendrá el ADN de las bacterias, verificará su calidad, lo enviará a secuenciación y realizará controles de calidad para asegurar resultados confiables, los cuales se procesarán con herramientas bioinformáticas a fin de identificar genes de resistencia conocidos y emergentes, y de reconstruir el genoma de los patógenos.

Al final, todo se integrará en una base de datos anónima y segura para mostrar, en un panel digital y casi en tiempo real, las tendencias, alertas, mapas y perfiles de resistencia específicos de la capital. La meta es que, entre la recepción de la muestra y su análisis final, transcurran menos de 30 días, una reducción drástica frente a los muchos meses que esto implicaba antes, pues tal rapidez era imposible por las vías tradicionales.

Colaboración UNAM-INP

La experiencia acumulada por el Instituto Nacional de Pediatría (INP) en el análisis de bacterias altamente resistentes (como Pseudomonas aeruginosa) es clave para el éxito del nuevo sistema ViRamSe-CdMx, pues desde hace más de 30 años el INP estudia el impacto del patógeno referido en infantes que padecen la enfermedad genética hereditaria conocida como fibrosis quística.

De manera natural, dicho microorganismo resiste una gran variedad de antibióticos, por lo que la infección de este patógeno repercute notoriamente en la esperanza de vida de las infancias con fibrosis quística, así como en la de personas con un sistema inmune deficiente.

Particularmente, en la fibrosis quística, los pulmones de las niñas y niños son infectados desde antes de su primer año de vida, y debido a su condición genética predisponente a infecciones pulmonares constantes, son sometidos de forma continua a tratamientos prolongados que favorecen la aparición de variantes cada vez más difíciles de tratar.

A decir de la Sociedad Americana de Microbiología, el MicroIQ de la UNAM enfrenta una tarea muy difícil: la de diagnosticar la infección pulmonar por Pseudomonas aeruginosa, pues las muestras de secreciones respiratorias (lavado broncoalveolar, esputo o exudado nasofaríngeo) de las infancias con fibrosis quística tienen una consistencia altamente viscosa, lo que complica el procesamiento microbiológico rutinario.

Para ello, y siempre apegados a protocolos estrictos de bioseguridad, los especialistas siembran el patógeno en medios selectivos y diferenciales con el objetivo de aislar colonias bacterianas y distinguir sus morfologías coloniales para, después, someterlas a pruebas bioquímicas que permitan distinguir su especie, y en paralelo, realizar antibiogramas para revelar qué antibióticos aún son capaces de combatir la infección.

Y es que en una misma persona pueden coexistir variantes de una misma especie bacteriana con diferencias profundas en su perfil de resistencia. Por ello, el INP genera “antibiogramas enriquecidos” que permiten a los neumólogos elegir tratamientos más precisos y reducir el riesgo de nuevas exacerbaciones.

Aquí, el vínculo con la UNAM es crucial, pues cuando el laboratorio del INP detecta cepas resistentes, éstas se envían al MicroIQ (liderado por Corina Diana) para su secuenciación genómica. La colaboración permite pasar del análisis del “fenotipo” (lo que hace la bacteria) al del “genotipo” (los genes responsables de su resistencia, virulencia y evolución en cada paciente). Así, el proyecto puede mapear las variantes más peligrosas y entender cómo cambian, migran y se adaptan a la población mexicana.

Diagnóstico casi en tiempo real

ViRAmSe-CdMx busca mapear los genes de resistencia presentes en bacterias que circulan en la capital del país vía tecnologías de secuenciación, análisis bioinformático y un panel digital que se actualiza constantemente.

“Esto ofrece un gran nivel de detalle y sentará precedentes para futuras intervenciones nacionales basadas en datos, pues permite saber qué antibióticos aún funcionan, detectar brotes y su origen, y mostrar el comportamiento de la resistencia a los antimicrobianos en hospitales, comunidades y entornos naturales, además de guiar a las autoridades en sus compras y en el diseño de políticas de salud”, refirió Corina Diana.

En un escenario en el que incluso los informes globales de la OMS tienen datos con hasta un lustro de retraso, ViRAmSe-CdMx dará información del año en curso, algo que para Ceapâ es “casi revolucionario”. Con el financiamiento reciente, planean que el tiempo transcurrido entre recibir una muestra y subir los datos al panel, sea de menos de un mes.

Formación de nuevas generaciones comprometidas con la salud

El proyecto no sólo produce datos y genera colaboración interdisciplinaria replicable en otros estados, también forma a investigadoras como Katia Pamela Villavicencio, química recién graduada de la UNAM, quien decidió sumarse a ViRAmSe-CdMx porque quería que su tesis tuviera un impacto real en la salud, lo cual la llevó a involucrarse tanto en el trabajo de laboratorio como en el análisis genético de los microorganismos.

“Manejo patógenos resistentes y pruebo compuestos que podrían servir como nuevos antimicrobianos. También he aprendido a preparar muestras para secuenciación y a usar programas especializados para analizar el ADN de las bacterias, lo que permite comprender qué significa que un microorganismo sea resistente a los antibióticos y cómo estudiar sus genes con el fin de entender mejor su comportamiento”.

Algo distintivo de este proyecto, explicó, es su rapidez, pues permite obtener información genética completa en un par de días, sin esperar a que las bacterias crezcan durante una semana, como ocurre con los métodos tradicionales. Para ella, trabajar con estas muestras implica mucha responsabilidad, pues se trata de patógenos peligrosos que deben manejarse con sumo cuidado, por lo que siempre sigue protocolos estrictos de seguridad y confidencialidad (los datos de los pacientes se mantienen anónimos y sólo personal autorizado tiene acceso a ellos).

“La resistencia antimicrobiana no está sólo en hospitales, sino en los ecosistemas naturales, los cuales funcionan como reservorios de bacterias resistentes”, reveló Leticia Itzel Díaz, pasante y tesista de Químico Farmacéutico Biólogo, quien investiga los genes de Escherichia coli multirresistente encontrada en cenotes de la península de Yucatán.

Para llevar a cabo su estudio, la joven analiza muestras de agua donde ya se aislaron bacterias. En el laboratorio extrae su material genético y, mediante técnicas de secuenciación, reconstruye su genoma “pieza por pieza”, como si armara un rompecabezas. Eso le permite identificar los genes que aportan tolerancia a diversos antibióticos y entender cómo se mueven y cambian en el ambiente. Aunque no es común contagiarse en estos sitios, esto podría representar un riesgo si el problema crece.

“Es fundamental que la sociedad comprenda la gravedad de este fenómeno que ya afecta nuestra vida diaria. Para evitar que avance es clave usar antibióticos sólo si un médico los receta, terminar los tratamientos y no guardar los fármacos ni tirarlos a la basura”, destacó.

¿Por qué urge vigilar la ciudad?

La resistencia a los antimicrobianos se vuelve más peligrosa cuando se combina con automedicación, prescripción inadecuada de antibióticos, venta sin receta de fármacos, falta de datos para guiar tratamientos, aumento de infecciones graves pospandemia, e incremento de bacterias multirresistentes y panresistentes ya detectadas en los hospitales colaboradores en este proyecto.

“Es un fenómeno silencioso que afecta, en especial, a personas de pocos recursos que viven en entornos sin atención pública. En el caso de los microorganismos que representan mayor peligro no hay soluciones para los siguientes 10 años. La cadena de desarrollo está vacía y sin vigilancia; México atraviesa esta crisis a ciegas”, advirtió Corina Diana.

Para impedir esto, se busca que ViRAmSe-CdMx se vuelva una herramienta de apoyo para médicos y hospitales capaz de indicarles qué antibióticos funcionan localmente y cuáles bacterias son prevalentes por hospital o zona, así como de predecir tendencias, adecuar compras de medicamentos y reducir mortalidad por infecciones resistentes.

“Conocer los brotes reportados sirve para anticipar tratamientos efectivos. El momento de actuar es ahora, y debemos trabajar juntos a fin de prevenir problemas a futuro”, resaltó.

Por ello, la ciudadanía debe evitar la automedicación, seguir tratamientos completos, no guardar antibióticos para “la próxima vez”, regresarlos a centros de destrucción si sobran, lavarse las manos a conciencia y proteger el uso de medicamentos que aún funcionan, concluyó la especialista en biotecnología y biofarmacéuticos.