Cebit 2017: Con datos genéticos, los bioinformáticos predicen la resistencia a los antibióticos

Que requiere mucho tiempo: Hasta ahora, las bacterias deben cultivarse en medios nutritivos para detectar resistencias. Pruebas especiales y datos genéticos están diseñados para ofrecer resultados más rápidos y confiables. (Foto: Curetis)

Profesor Andreas Keller (Foto: Universidad de Saarland) / Profesor Andreas Keller (Foto: Universidad de Saarland)

Cada año, en la Unión Europea mueren aproximadamente 25.000 personas por bacterias resistentes a los antibióticos y, por tanto, difíciles de tratar. Aunque existen procedimientos de diagnóstico para detectar estas resistencias de antemano, son laboriosos. Investigadores del Centro de Bioinformática de la Universidad de Saarland trabajan, por ello, junto con el desarrollador de diagnósticos Curetis, para detectar más rápidamente estas resistencias peligrosas. Su arma secreta: una base de datos genéticos completa y algoritmos potentes. Presentan sus pruebas rápidas actuales y su visión del futuro en la feria de informática Cebit en Hannover, en el pabellón 6, stand E28.

Hace unos días, la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó una lista de doce cepas bacterianas que, debido a su resistencia, representan "la mayor amenaza" para la salud global, según la OMS. Andreas Keller, profesor de Bioinformática Clínica en la Universidad de Saarland, también investiga estas resistencias. "Cuando los pacientes tienen acceso rápido a la terapia más adecuada para combatir el patógeno, no solo es beneficioso para el paciente. También puede ayudar a utilizar de manera más dirigida los antibióticos existentes en la actualidad, para ralentizar la aparición de resistencias", explica su enfoque.

Los procedimientos actuales para detectar estas resistencias son laboriosos. Las bacterias se cultivan en medios nutritivos en una placa de Petri hasta que son visibles y se puede probar su respuesta a los antibióticos. Hasta obtener un resultado definitivo, pasa un tiempo valioso para el paciente. "Solo después de 24 a 72 horas, el médico sabe con qué antibiótico debe tratar. Ningún médico deja que un paciente sufra tanto tiempo, por lo que confía en su experiencia", explica Achim Plum, director comercial de Curetis. "Si usa el antibiótico equivocado, no se ayuda al paciente. Pero no solo eso: con cada dosis de antibiótico, existe el riesgo de que surjan patógenos resistentes. Como las bacterias se reproducen muy rápidamente, esto es una evolución en cámara rápida", añade Plum.

Ya en la actualidad, la empresa de Baden-Württemberg comercializa pruebas rápidas que, con ayuda de moléculas especiales, detectan patógenos y sus resistencias en casos de neumonía, infecciones de tejidos y prótesis, así como infecciones de sangre y cavidad abdominal. "Por ahora, usamos los marcadores genéticos de resistencia a los antibióticos que ya se conocen desde hace tiempo. Con ello, cubrimos los mecanismos de resistencia más comunes en la actualidad. Pero sabemos que con esto podemos estar dejando resistencias sin detectar", dice Achim Plum. "Por eso, también queremos descifrar los mecanismos de resistencia menos frecuentes en la actualidad, porque en el futuro podrían representar una gran amenaza". Para desarrollar estas pruebas, se necesitan estudios en cientos o miles de patógenos aislados de pacientes. "Necesitamos tanto la información genética completa de los patógenos como su respuesta frente a los antibióticos habituales, para poder establecer una relación entre resistencia y cambio genético subyacente", explica Plum.

Para lograr esto, Curetis adquirió en septiembre del año pasado la base de datos genéticos GEAR, que significa "Genetic Antibiotic Resistance and Susceptibility". La base de datos y la plataforma asociada fueron desarrolladas en colaboración con dos universidades. El Instituto de Biología Molecular Clínica en Kiel se encargó de la secuenciación genética de las bacterias, mientras que el profesor Andreas Keller y su grupo de trabajo en "Bioinformática Clínica" en la Universidad de Saarland se encargaron del análisis computacional de los 30 terabytes de datos.

"Las bacterias son increíblemente inteligentes y adaptan rápidamente sus mecanismos de resistencia. Con GEAR, ahora podemos entender sus estrategias", dice el bioinformático Keller. La condición previa para esto es una base de datos mundial que abarque décadas. Por eso, GEAR contiene 11.000 cepas bacterianas y patrones de reacción a 21 antibióticos, aislados en los últimos treinta años a partir de muestras de pacientes en todo el mundo.

Con estos datos, los investigadores verifican qué anomalías genéticas están relacionadas con la resistencia a cada antibiótico. "Es un rompecabezas gigante", dice Keller, quien calcula rápidamente que la cantidad de datos analizados equivale a casi 500.000 Biblias. Sus algoritmos y los primeros resultados le dan confianza: "Ya podemos predecir las resistencias en un 85 por ciento", afirma Keller.

Las resistencias a antibióticos antiguos y nuevos evolucionan de manera dinámica. Por ello, la base de datos GEAR también debe seguir desarrollándose. "La resistencia a los antibióticos es uno de los problemas más urgentes en la atención sanitaria mundial y debe abordarse de manera coordinada. Nuestro objetivo es ampliar GEAR en una plataforma de investigación conjunta entre la investigación académica, la salud pública y la industria para luchar contra las resistencias a los antibióticos", dice Plum.