Un estudio colaborativo CIBER liderado por la jefa de grupo del área de enfermedades respiratorias (CIBERES) Junkal Garmendia en el Instituto de Agrobiotecnología y en estrecha colaboración con Sara Martí, investigadora CIBERES perteneciente al Hospital Universitariode Bellvitge arroja luz sobre los desafíos en el tratamiento de las exacerbaciones de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Más allá de la resistencia antimicrobiana, el uso del antibiótico carbapenémico imipenem -un antibacteriano muy potente- revela fenómenos complejos que podrían estar contribuyendo al fallo terapéutico.
La resistencia antibiótica es un fenómeno natural, pero el uso inadecuado y abusivo de los antibióticos acelera este proceso e incrementa el número y tipos de bacterias resistentes. La pérdida de eficacia genera infecciones de difícil tratamiento, persistentes y potencialmente transmisibles, prolonga las estancias hospitalarias, y aumenta las tasas de morbilidad y mortalidad asociadas, lo que supone un grave problema de Salud Pública global cuya dimensión requiere una visión integrada One Health (Una Salud). De hecho, los residuos derivados de la producción de antibióticos son un grave problema de polución ambiental. Los antibióticos llegan al medio ambiente a través de los efluentes procedentes de su uso clínico y agrícola, y de los procesos de producción industrial, alcanzando altas concentraciones en las masas de aguas colectoras.
El tratamiento inadecuado de estos efluentes facilita la llegada de antibióticos al medio acuático, lo que a su vez afecta el equilibrio de todos los ecosistemas y altera su biodiversidad. El medio acuático es fundamental, ya que los ecosistemas de agua dulce concentran ~10% de la biodiversidad del planeta. Los antibióticos afectan la cadena trófica acuática, entran en el medio sólido afectando a la microbiota del suelo y su papel en los ciclos biogeoquímicos de los elementos, alcanzan aguas subterráneas, y llegan a superficie entrando en las plantas y alterando su capacidad fotosintética. Además, existen residuos antibióticos en todos los alimentos de consumo humano, procedentes del uso de antibióticos como promotores de crecimiento y control de enfermedades en ganado, de su acumulación en animales que crecen en ambientes contaminados, o de frutas/hortalizas cultivadas con uso de fertilizante orgánico contaminado. Estos residuos suponen un problema de seguridad alimentaria, pudiendo causar toxicidad a los consumidores y emergencia de resistencias.
En este contexto, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) emerge como una condición multifactorial que resulta en la obstrucción crónica del flujo aéreo, destrucción del parénquima pulmonar, fibrosis, inflamación e hipersecreción mucosa. Los pacientes EPOC transitan entre fases estables y de exacerbación. Las exacerbaciones son agudizaciones de la enfermedad con frecuencia de naturaleza infecciosa, cuyo tratamiento implica la administración de broncodilatadores, corticoides sistémicos y antibióticos. La administración empírica de antibióticos incrementa la resistencia y el consiguiente fallo terapéutico.
Contribuyendo a este fallo antibiótico, los procedimientos estandarizados para la toma de decisiones en la práctica clínica se basan en la determinación de Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) e interpretación con criterios CLSI o EUCAST, y no analizan mecanismos adicionales a la resistencia antibiótica, como son la heterorresistencia (una fracción de la población bacteriana presenta un aumento significativo en CMI respecto al resto de la población), la tolerancia (capacidad de una bacteria sensible a un determinado antibiótico de sobrevivir a exposición transitoria a altas concentraciones de un antibiótico bactericida), o la persistencia antibiótica (tolerancia antibiótica de una subpoblación bacteriana).
En este estudio, cuya primera autora es Celia Campillo perteneciente al grupo liderado por la Dra. Garmendia, el personal investigador analizó la frecuencia de resistencia, heterorresistencia y/o tolerancia al antibiótico carbapenémico imipenem en una colección de cepas clínicas del patobionte Haemophilus influenzae, aisladas de muestras respiratorias de una cohorte de pacientes EPOC durante episodios de exacerbación. El uso combinado de Etest, disco-difusión, population analysis profiling y tolerance disc (TD)-test mostró ausencia de tolerancia. Sin embargo, la proporción de heterorresistencia a imipenem fue muy significativa, con distintos grados entre cepas.
"Nuestros resultados sugieren que la heterorresistencia a imipenem en H. influenzae es un fenotipo complejo y multifactorial que podría facilitar el fallo antibiótico, ya que la determinación estandarizada de CMI no permite la detección de fenómenos de heterorresistencia. Nuestras observaciones se alinean con las limitaciones que presenta el uso de CMI como único criterio para determinación de susceptibilidad antibiótica, y refuerzan la necesidad de protocolos sencillos y rápidos para identificar patógenos heterorresistentes, cuya implementación en la rutina microbiológica de la práctica clínica sea una realidad en el corto plazo" según concluyen las investigadoras.
Referencia del artículo:
Gil-Campillo et al. 2023. Imipenem heteroresistance but not tolerance in Haemophilus influenzae during chronic lung infection associated with chronic obstructive pulmonary disease. Frontiers in Microbiology, 14:1253623. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1253623
