Descubren bacterias ancestrales con un secreto que podría cambiar la medicina moderna

En las profundidades de una cueva aislada durante millones de años, investigadores encontraron microbios con una resistencia extraordinaria a los antibióticos. Este hallazgo no solo desafía lo que sabemos sobre la evolución bacteriana, sino que ofrece nuevas pistas para combatir la creciente crisis de superbacterias que amenaza la salud global.

La cueva de Lechuguilla, formada hace seis millones de años, representa uno de los entornos más prístinos del planeta. “Puedes ingresar por una de las entradas y recorrer 16 horas en una dirección antes de llegar al final”, afirma Hazel Barton, profesora de ciencias geológicas de la Universidad de Alabama. “Así que estás muy, muy, muy lejos de la entrada. Estás aislado. Hay más gente ha pisado la Luna que algunos de los lugares de esa cueva”.

A pesar de la oscuridad total y la escasez extrema de nutrientes, existe una asombrosa diversidad de vida microbiana en estas profundidades. Las bacterias han desarrollado estrategias únicas para sobrevivir: algunas extraen energía de las rocas y la atmósfera, mientras que otras son depredadoras que se alimentan de otras bacterias.

“Como en la selva tropical, vemos depredadores que simplemente entran corriendo, atrapan, atacan y matan a otros microbios”, explica Barton. “Pero también vemos otros microbios que colaboran para obtener nutrientes y energía de un sistema que, de otro modo, no podría generar la energía suficiente para sobrevivir”.

¿Cómo sobreviven sin contacto humano?

Lo más sorprendente es que estas bacterias, atrapadas en un entorno que permaneció completamente aislado de los humanos hasta 1986, son resistentes a la mayoría de los antibióticos. Esta resistencia natural está ayudando ahora a los investigadores a encontrar fármacos capaces de resistir el avance de la resistencia antimicrobiana en la medicina moderna.

La resistencia bacteriana a los antimicrobianos (RAM) constituye una creciente crisis sanitaria mundial. Se determinó que fue directamente responsable de 1,14 millones de muertes en 2021, y se estima que 39 millones de personas morirán a causa de la RAM entre 2025 y 2050. Millones de niños ya mueren cada año por infecciones resistentes a los antibióticos.

Un fenómeno más antiguo de lo que se creía

En 2006, Gerard Wright, profesor de Bioquímica y Estudios Biomédicos en la Universidad McMaster de Ontario, descubrió bacterias en el suelo con genes de resistencia idénticos a los encontrados en bacterias patógenas humanas. “No se trataba de bacterias patógenas. No causaban enfermedades. Simplemente estaban ahí, sin causar problemas”, afirma Wright.

Este hallazgo sugería que la resistencia a los antimicrobianos no era un fenómeno nuevo, sino que estaba integrada en muchas bacterias desde hace mucho tiempo. Sin embargo, se necesitaba un entorno verdaderamente prístino para confirmar esta teoría, lo que llevó a los investigadores a la cueva de Lechuguilla.

“Debido a esa capa de roca, nada puede entrar en la cueva”, explica Barton sobre la formación geológica única de Lechuguilla. “Las cuevas se formaron hace millones de años, y el agua superficial tarda unos 1.000 años en llegar a la zona donde estábamos tomando muestras. Además, era un pasaje recién descubierto al que, según sabemos, ningún ser humano había accedido antes”.

¿Qué encontraron en las profundidades?

En 2012, Barton se unió a Wright para investigar si los microbios de Lechuguilla también podrían ser resistentes a los antibióticos. Descender a más de 366 metros de profundidad requirió rapelar por una docena de cuerdas, pero el esfuerzo valió la pena.

“Como era de esperar, descubrimos que todos los microbios presentes eran resistentes a prácticamente todos los antibióticos naturales que se han utilizado en la práctica clínica”, afirma Barton. Un microbio en particular, una cepa bacteriana no patógena llamada Paenibacillus sp. LC231, era resistente a 26 de los 40 antibióticos analizados.

Esta bacteria mostró resistencia incluso a la daptomicina, un antibiótico relativamente nuevo que se considera un último recurso contra bacterias resistentes a los medicamentos como el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM).

¿Por qué son tan resistentes?

“Los mecanismos y las vías que conducen a la resistencia a los antibióticos no se forman rápidamente”, explica Barton. “Si observamos la estructura de un antibiótico, vemos que se trata de una molécula que probablemente tardó cientos de millones, si no miles de millones, de años en formarse, por lo que es probable que la resistencia a estos antibióticos sea tan antigua como los propios antibióticos”.

Los investigadores secuenciaron el genoma completo de Paenibacillus sp. LC231 y descubrieron que muchos de los genes de resistencia eran idénticos a los encontrados en bacterias conocidas resistentes a los antibióticos. Sin embargo, el equipo también identificó cinco genes de resistencia que nunca antes se habían detectado.

Curiosamente, una especie emparentada con este antiguo Paenibacillus —una especie formadora de esporas que se encuentra ampliamente distribuida en la superficie— también posee los mismos mecanismos de resistencia. Esto significa que la resistencia a los antibióticos evolucionó antes de que las bacterias quedaran atrapadas en la cueva, no después.

¿Podría este descubrimiento salvar vidas?

“La conclusión principal para nosotros, y la razón por la que intentábamos hacer esto, era demostrar que la resistencia a los antibióticos forma parte de la historia natural de los microorganismos en el planeta”, afirma Wright. “La mayoría de los antibióticos provienen de bacterias y hongos, por lo que llevan produciéndolos y compitiendo entre sí durante cientos de millones, si no miles de millones de años”.

Según Wright, durante la mayor parte de la historia de la Tierra, la resistencia a los antibióticos se ha limitado a cepas bacterianas no patógenas. Sin embargo, nuestro uso generalizado de antibióticos ha ejercido una fuerte presión selectiva que ha impulsado a los microbios patógenos a adoptar también estas defensas.

Naowarat (Ann) Cheeptham, microbióloga de la Universidad Thompson Rivers en Canadá, ha explorado cuevas durante la última década en busca de bacterias que puedan combatir superbacterias. Su equipo ha analizado más de 2.000 bacterias y ha identificado muchos candidatos prometedores.

Por ejemplo, encontraron dos especies de bacterias en la Cueva del Telón de Acero, en Canadá, capaces de eliminar cepas de Escherichia coli multirresistentes. También descubrieron cinco microbios en la Cueva del Conejo Blanco que producían antibióticos eficaces contra el SARM.

¿Qué viene después?

“Encontramos compuestos potenciales, pero nos llevará mucho tiempo e inversión financiera llegar al punto en que las compañías farmacéuticas colaboren con nosotros”, dice Cheeptham sobre los desafíos de convertir estos descubrimientos en tratamientos reales.

Como alternativa, los microbios de las cuevas podrían ayudar a los científicos a predecir cuándo las bacterias podrían desarrollar resistencia a nuevas clases de antibióticos. “Lo primero que hay que saber es cuáles son los mecanismos de resistencia que ya existen”, dice Wright.

“Porque si voy a descubrir un antibiótico mañana y quiero llevarlo a la clínica, sería buena idea comprender cuáles son sus limitaciones, cuáles son sus vulnerabilidades ante lo que ya existe, porque así estaremos mejor preparados para la aparición de la resistencia, no si ocurrirá, sino cuando ocurra”.

Conocer cómo una bacteria destruye un antibiótico podría ayudar a los científicos a diseñar nuevos fármacos para superar sus defensas. Por ejemplo, al añadir ácido clavulánico a la penicilina, se contrarresta el mecanismo de resistencia y la penicilina vuelve a ser efectiva.

“Al descubrir qué mecanismo podría usar un microorganismo para superar un antibiótico, se puede encontrar la manera de combatirlo antes de que llegue a la clínica”, afirma Barton, señalando el potencial transformador de estos descubrimientos ancestrales para la medicina del futuro.