El empleo masivo de los antibióticos en la década de los cuarenta del siglo XX supuso una de las intervenciones más importantes para el control de las enfermedades infecciosas en los seres humanos, específicamente.

Otras intervenciones relevantes, como las vacunas, el saneamiento del agua para beber, las mejoras higiénicas y de nutrición, habían contribuido desde décadas antes a disminuir las infecciones en las personas, pero gracias a los antibióticos aumentó notablemente la esperanza de vida de la población. De hecho, tres premios Nobel de Medicina o Fisiología, los de 1939, 1945 y 1952, se otorgaron por el descubrimiento de antibióticos o sustancias químicas que matan o neutralizan el crecimiento de ciertas clases de microorganismos, como las bacterias (no así de los virus, lo que hay que tener presente).

Desde sus descubrimientos, los antibióticos han salvado millones de vidas y han supuesto una revolución en la medicina. Han contribuido de forma muy significativa al progreso en campos como los de trasplantes de órganos, la supervivencia de bebés prematuros y muchos tipos de cirugías donde las infecciones son especialmente prevalentes. Sin embargo, desde hace varios años, una amenaza creciente deteriora la eficacia de estos fármacos: la resistencia bacteriana a los antibióticos.

Desde sus descubrimientos, los antibióticos han salvado millones de vidas

Hace algunos años, cuando uno de los autores de este artículo era estudiante universitario y compartía un departamento con otros estudiantes, su cocina llegó a poblarse de cucarachas. En un intento de exterminarlas, recibieron la sugerencia de aplicar un “gis matacucarachas”, cuyo uso era muy sencillo: consistía en una barra blanca con la que se dejaban trazos fácilmente rayando todo lo que había en la cocina, como estufa, refrigerador, paredes y pisos; de esa manera, cuando las cucarachas pasaran por los trazos de gis, morirían, o al menos eso decían las instrucciones.

Parecía efectivo, pues a los dos días de haber rayado la cocina, se barrieron un montoncito de cucarachas muertas. Después de la aparente victoria, y como decían las indicaciones, se lavó bien todo el espacio, y asunto arreglado. Semanas después, los estudiantes notaron que la cocina volvía a infestarse de cucarachas, por lo que decidieron proceder de la misma manera. Aunque, esta vez, se percataron de que hubo menos cucarachas muertas, y a los dos o tres días, aparecieron un buen número de cucarachas vivitas y coleando. No contentos con ello, decidieron dar una tercera pasada del gis hasta terminarse el producto, con la firme intención de no fallar en esta ocasión y eliminar a todas de una vez. Para su sorpresa, a los pocos días los molestos insectos se habían reído de los estudiantes y habitaban la cocina a sus anchas y a sus largas. ¿Qué había fallado?

¿Fallado? En sentido estricto, nada, simplemente que aquellos universitarios no sabían mucho de adaptabilidad de especies ni de evolución. Lo que pasó fue que, cuando se colocó por primera vez el gis, algunos ejemplares de las cucarachas, poquitos, poseían resistencia natural a la sustancia activa del producto porque no todos los ejemplares de una especie son exactamente iguales, pues los genes en su ADN pueden variar y eso los hace diferentes. Es decir, la resistencia natural de las cucarachas que sobrevivieron era dictada por algunos genes específicos que les permitieron desarrollar determinados mecanismos de defensa al insecticida y, a la vez, estos mecanismos les dieron oportunidad de sobrevivir a las dosis del gis aplicado. Para ejemplificar (aunque los datos no son reales, servirá para aclarar la idea): a la primera pasada del gis, del total de la población de 200 o 300 cucarachas, sobrevivieron cuatro o cinco que poseían genes de defensa con los que no contaban el resto de ellas. Después, estas sobrevivientes se reprodujeron, y algunas cucarachas de su descendencia heredaron esa parte del material genético que dictaba los mecanismos de resistencia al gis, lo cual les permitió que pudieran sobrevivir a las sustancias insecticidas, con más y mejores mecanismos de resistencia que otras. Por eso, la segunda vez que se rayó la cocina, sólo murieron las que no habían heredado los genes necesarios para desarrollar los mecanismos de resistencia más efectivos. Al paso del tiempo, las hijas de las sobrevivientes de la primera exposición al gis se volvieron a reproducir, y los nuevos descendientes eran, estadísticamente hablando, todavía más resistentes. A la tercera exposición a las sustancias del gis, ya casi todas las cucarachas tenían en su ADN los genes que les permitían desarrollar los mejores mecanismos para sobrevivir al insecticida, y casi ninguna cucaracha falleció. ¡Ahora la población de insectos se había hecho resistente al gis!, como se escucha decir coloquialmente, aunque en el fondo es un proceso muy bien estudiado y entendido por la biología y la evolución.

En resumen, como algunas cucarachas sobrevivieron al primer intento de fumigación, su descendencia, que heredó los genes que les habían permitido desarrollar los mecanismos de defensa, siguió sobreviviendo a los siguientes intentos de exterminio. Así se creó una población adaptada, diferente a la original. La figura 1 explica de manera esquemática lo anterior.

¿Qué pasaría si en la primera exposición se hubiera saturado toda la cocina de gis, acabándose toda la pieza? Tal vez no habría sobrevivido ninguna cucaracha. Esto se explica porque las que sobrevivieron en el caso real contaban con algunos genes que les permitieron desarrollar los mecanismos de defensa suficientes para sobrevivir al gis, pero sólo a ciertas concentraciones, probablemente bajas, y no tenían los genes necesarios para sobrevivir a una mayor concentración, como después los tuvieron las cucarachas nietas y bisnietas.

Los habitantes del departamento, sin que lo supieran, no sólo no consiguieron eliminar a la población de cucarachas, sino que promovieron el surgimiento de una población de cucarachas resistentes.

El relato anterior, que es verídico, es la clave para entender el problema al que hemos llegado con el uso poco controlado de los antibióticos.

Ahora imaginemos que, en lugar de una cocina, lo que se infecta es el cuerpo humano; y que no se infecta por cucarachas, sino por bacterias (microorganismos que no podemos ver a simple vista), de modo que, en lugar de emplear el gis insecticida, usamos antibióticos en un intento de vencer la infección. ¿Qué sucede?

“La resistencia bacteriana es un fenómeno previo al descubrimiento y uso médico de los antibióticos” (Gervás, 2000: 590), que se debe a la evolución natural y selección de las especies –similar al relato de las cucarachas–, ya que, frente a cambios en el ambiente, como el generado por una mala administración de antibiótico, sobreviven las bacterias que mejor se adaptan. Es decir, sobreviven aquellas cuya plasticidad genética se los permite (recordemos que todos los ejemplares de una especie, a menos que sean gemelos idénticos, son diferentes por sus genes), además de su rápida replicación o procesos de reproducción (Alós, 2014: 645).

Algunas enfermedades son causadas por bacterias, y otras por virus, los antibióticos no atacan a los virus, como el de gripe que aparece en la imagen

El progreso de la resistencia bacteriana a los antibióticos es inevitable, y lo facilita el uso inadecuado de los antibióticos, por ejemplo, al consumirlos para tratar infecciones virales como el resfriado o la gripe, ya que, como comentamos, los antibióticos no atacan a los virus (algunas enfermedades son causadas por bacterias, y otras por virus), o el incumplimiento de las dosis de los tratamientos –el equivalente a no poner la cantidad de gis adecuada la primera vez que se intentó acabar con las cucarachas.

Podríamos decir entonces que el uso indiscriminado de antibióticos por el ser humano, no sólo en medicina sino también en agricultura, ganadería (OMS, 2017) y labores de limpieza, ha creado una artificial presión evolutiva y es el principal promotor de la resistencia bacteriana en tan corto tiempo. Las bacterias que ahora atacan a nuestro cuerpo son más resistentes que las de hace veinte años y más que las de hace cincuenta años.

Protozoos

El cuerpo humano acoge billones de organismos que conviven y ayudan a procesos naturales en diversos órganos. Un gran porcentaje de las células que hay en nuestro cuerpo son externas, como algunas bacterias, hongos, protozoos y otros seres que forman parte de la dinámica que propicia nuestro óptimo funcionamiento. El uso de antibióticos no sólo ayuda a combatir las infecciones, sino que además modifica el delicado equilibrio de las bacterias benéficas al destruir las cepas sensibles, lo que, además, da ventaja a las cepas de bacterias resistentes para que crezcan sin tener que competir, pues anula el freno natural a su proliferación y promueve la colonización de cepas bacterianas resistentes en el organismo, sin necesariamente causar infección. Por eso la prevalencia de la resistencia no sólo ha aumentado en bacterias causantes de infecciones, sino que también se ha descrito la colonización intestinal por enterobacterias, como las que se encuentran en la microbiota del intestino, resistentes a antibióticos en personas sanas.

Enterobacterias

Debemos recordar que son las bacterias, y no los seres humanos ni los animales, las que se vuelven resistentes a los antibióticos. Estas bacterias fármacorresistentes pueden causar infecciones en el ser humano, y esas infecciones son más difíciles de tratar que las causadas por bacterias no resistentes. Además, la resistencia a los antibióticos hace que se incrementen los costos médicos, se prolonguen las estancias hospitalarias y aumente la mortalidad. De acuerdo con una investigación del Centro Europeo para la Prevención y el Control de Enfermedades, en 2015 hubo 670 000 infecciones causadas por bacterias multirresistentes y, como consecuencia de ello, murieron 33110 pacientes en países de la Unión Europea (Güell, 2018). En Estados Unidos, el Centro para el Control y Prevención de Enfermedades publicó en 2015 un estudio según el cual, las bacterias multirresistentes infectan en ese país a dos millones de personas al año, y de ellas fallecen 23 000 (Alós, 2014: 693). En México aún no existen datos exactos del porcentaje de bacterias resistentes ni epidemiología que resuma, con cifras fidedignas, la problemática en el país, pero no es difícil suponer que el problema es grave y va en aumento. El inconveniente de la resistencia bacteriana tiene repercusiones personales en los pacientes, pero es una problemática de salud pública por la facilidad y frecuencia con que se desplazan ahora las personas, lo cual da lugar a un problema de dimensiones mundiales (OMS, 2017).

El tema de las bacterias que cada vez son más difíciles de atacar se puede abordar desde un par de puntos de vista en un salón de clases: biológico y médico.

Abordaje del tema desde el punto de vista biológico

Para el abordaje del tema como proceso biológico, proponemos llevar a cabo el siguiente taller, que puede modificarse dependiendo de los requerimientos de cada docente y escuela:

El objetivo del taller es mostrar el comportamiento de los ejemplares de una población ante un cambio en el ambiente, partiendo de un caso de adaptabilidad –como el clásico de las polillas blancas y negras (Schneibel, 2016) en la revolución industrial inglesa que se trata en muchos libros– para, posteriormente, cerrar con el caso tratado en este artículo sobre las bacterias.

El procedimiento se divide en dos partes. En la primera, solicite a su grupo efectuar las siguientes actividades:

• Dibujar en una hoja blanca cuatro ejemplares blancos y cuatro ejemplares negros de las polillas que aprecian en la fotografía.

• Dibujar la misma cantidad y tipo de ejemplares, pero ahora sobre un papel negro (u oscuro).

A continuación, formule a sus alumnos las siguientes preguntas para estimular la generación de ideas sobre la adaptabilidad de las especies ante cambios externos. Lleven a efecto una discusión en cada pregunta:

• ¿Cuál de los dos tipos de polillas, que pertenecen a la misma especie, será el alimento de las aves en cada caso? Es decir, ¿qué tipo de polilla será alimento si se posa en una superficie clara y qué tipo de polilla si se posa en una superficie oscura? ¿Por qué?

• Si, de repente, todas las superficies donde se posan las polillas se oscurecieran, ¿qué tipo de polillas sobrevivirían? ¿Por qué?

• ¿Y cómo serían las características de su descendencia?

• Por lo tanto, ¿qué le pasaría, en algún momento, a esta especie de polillas que inició con la misma cantidad de ejemplares blancos y negros?

• ¿Creen, en general, que un cambio en el ambiente puede afectar las características de una población entera? Expliquen las ideas que les genera esta pregunta a manera de conclusión.

Una vez comprendida la adaptabilidad con el caso de las polillas, en la segunda parte el propósito es entender la resistencia de las bacterias a los antibióticos.

Para ello, solicite a su grupo efectuar lo siguiente:

• Dibujar cinco círculos en una hoja de papel, cada uno de los cuales representará una bacteria. Dentro de cada círculo, dibujar cuatro círculos más pequeños que colorearán utilizando cinco colores diferentes: rojo, azul, amarillo, verde y café. De esta manera, cada bacteria tendrá circulitos con cuatro colores solamente y le hará falta un color. Todas las bacterias deberán tener colores diferentes adentro, de manera similar a las dos bacterias que se representan aquí, con tres colores compartidos y uno diferente:

Al concluir, plantee a sus alumnos las siguientes preguntas para generar la idea principal de la adaptabilidad de las bacterias a los antibióticos:

• ¿Los ejemplares de todas las especies, como las bacterias representadas en el papel, son exactamente iguales?

• ¿Qué sucedería si un agente externo eliminara las bacterias que tienen punto café, ya que representa una característica de ellas que las hace vulnerables? ¿Se extinguiría toda la población?

• ¿Cómo debería ser ese agente externo para eliminar a toda la población sin que ninguna bacteria sobreviva?

• Si la población de bacterias no se erradicó completamente, ¿cómo va a ser la descendencia de las bacterias que sobrevivieron? ¿Por qué?

• ¿Qué pasaría si se tratara de eliminar a esta nueva generación de bacterias con el mismo agente que eliminó a las que tienen color café?

Abordaje del tema desde el punto de vista médico

Antes de proponer la siguiente actividad, le recomendamos leer con atención la problemática que existe actualmente al respecto:

Ante la falta de políticas contra el uso abusivo de antibióticos, es difícil percibir el problema social que éste conlleva. Por lo anterior, proponga en clase la siguiente actividad:

Para cerrar el tema, la idea es que se genere un sistema eficiente de información en la escuela y que el alumnado replique en el ámbito familiar y social en el que se desenvuelve los conocimientos adquiridos, ya que el problema de la resistencia a los antibióticos, como se afirmó, es uno de los asuntos de salud púbica más preocupantes de la actualidad. ♦