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Abordando la Resistencia Antimicrobiana: Un Desafío de Salud Global

Explorando las causas y el impacto de la resistencia a los antimicrobianos en la salud y la sociedad.

― 7 minilectura


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La Resistencia a los antimicrobianos (RAM) se está convirtiendo en un problema grande para la salud global. Este rollo pasa cuando los gérmenes, como las bacterias, cambian de manera que los medicamentos como los antibióticos son menos efectivos. Esto quiere decir que los tratamientos normales pueden dejar de funcionar, lo que lleva a estancias más largas en el hospital, costos médicos más altos y mayor riesgo de muerte. Este problema afecta a todo el mundo, sin importar la edad, y no solo se limita a la salud humana; también impacta la medicina veterinaria y la agricultura.

¿Qué causa la resistencia a los antimicrobianos?

El aumento de la RAM está muy relacionado con el uso incorrecto y excesivo de antibióticos en humanos y animales. Cuando la gente toma antibióticos, matan a muchas bacterias, pero no a todas. Algunas bacterias pueden sobrevivir y adaptarse. Cuando esto pasa, transmiten sus características resistentes a sus crías, haciendo más difícil tratar infecciones.

Hay dos maneras principales en que las bacterias se vuelven resistentes a los antibióticos:

  1. Mutaciones: A veces, las bacterias cambian sus genes. Estos cambios pueden ayudarlas a sobrevivir incluso cuando hay antibióticos presentes.

  2. Transferencia Horizontal de Genes (THG): Las bacterias pueden compartir ADN entre ellas. Esto significa que una bacteria que ha ganado resistencia de un antibiótico puede pasar esa información a otra bacteria que no ha estado expuesta a ese antibiótico.

El papel de los Elementos Genéticos Móviles

Las bacterias pueden compartir información genética útil a través de elementos genéticos móviles (EGM). Estos elementos son como vehículos para la información genética. Tienen un papel clave en la propagación de la resistencia entre las bacterias. Los EGM clave incluyen plásmidos y transposones, que ayudan a las bacterias a volverse resistentes a los antibióticos.

El panorama global de la RAM

La RAM no es igual en todas partes del mundo. Aunque es un problema global, ciertas partes del mundo están más afectadas que otras. Por ejemplo, algunas bacterias están volviéndose resistentes en personas sanas, incluso sin exposición directa a antibióticos.

Varios patógenos, incluyendo Escherichia coli y Streptococcus pneumoniae, están mostrando cada vez más resistencia, especialmente contra antibióticos de uso común. A menudo, la aparición de bacterias resistentes sigue a la introducción de nuevos medicamentos, lo que lleva a brotes y tasas de mortalidad más altas.

Estrategias de contención

Para abordar la RAM, los expertos sugieren varias estrategias de contención. Estas estrategias buscan reducir la aparición y propagación de la resistencia. Incluyen:

  • Reducir la presión selectiva: Esto significa usar antibióticos solo cuando sea absolutamente necesario.

  • Mejorar el control de infecciones: Una buena higiene y control de infecciones pueden prevenir la propagación de bacterias resistentes.

  • Monitorear la resistencia a antibióticos: Hacer un seguimiento de los patrones de resistencia ayuda a mejorar las estrategias de tratamiento.

  • Aumentar la investigación: Invertir en investigación es esencial para desarrollar nuevos antibióticos y métodos de tratamiento.

Modelos matemáticos en la investigación de la RAM

Para enfrentar el problema de la RAM, los investigadores a menudo usan modelos matemáticos. Estos modelos ayudan a predecir cómo se comportan las bacterias resistentes y cómo se propagan. Entender estas dinámicas es crucial para desarrollar medidas de control efectivas.

Un enfoque implica crear un modelo matemático simple para representar interacciones entre bacterias sensibles y resistentes. Este enfoque analiza cómo cambian estas interacciones con el tiempo y propone estrategias para controlar la resistencia bacteriana.

El impacto de los antibióticos en Europa

Un examen más cercano de la resistencia a los antibióticos, especialmente relacionada con E. coli, muestra que las tasas de resistencia varían entre países europeos. Por ejemplo, los datos muestran diferentes porcentajes de resistencia contra antibióticos como la gentamicina y la amoxicilina en el sur, centro y norte de Europa. Esta variación impacta cómo las regiones manejan y abordan el problema de las bacterias resistentes.

En el sur de Europa, controlar la propagación de la resistencia a través del uso de amoxicilina es especialmente complicado. Esto resalta la necesidad de un enfoque multifacético, teniendo en cuenta el papel del sistema inmune del huésped en el manejo de la RAM.

El papel del sistema inmune

El sistema inmune del huésped juega un papel crucial en el control de la propagación de bacterias resistentes. Una respuesta inmune efectiva puede ayudar a reducir la carga de bacterias tanto sensibles como resistentes. Sin embargo, en personas con sistemas inmunes debilitados, la situación puede ser diferente. Estas personas pueden enfrentar más dificultades para manejar infecciones causadas por bacterias resistentes.

Simulaciones numéricas y estudios de caso

Los investigadores realizan simulaciones numéricas para entender mejor la dinámica de las poblaciones bacterianas. Por ejemplo, al examinar cómo responden las bacterias E. coli sensibles y resistentes a diferentes antibióticos, las simulaciones muestran que ciertos antibióticos pueden llevar a tasas más altas de crecimiento bacteriano.

En un estudio, cuando se administró amoxicilina en países del sur de Europa, se observaron densidades más altas de bacterias tanto sensibles como resistentes comparado con el uso de gentamicina. Este hallazgo enfatiza la importancia de elegir el antibiótico adecuado según los patrones de resistencia regionales.

El impacto de la administración de antibióticos

En regiones donde se usa con frecuencia la amoxicilina, aumentar la frecuencia de administración puede llevar a un aumento en bacterias tanto sensibles como resistentes. Por el contrario, reducir la frecuencia del uso de antibióticos puede ayudar a disminuir las poblaciones de ambos tipos de bacterias.

Este fenómeno reafirma la necesidad de un manejo cuidadoso de las prescripciones de antibióticos. El uso excesivo de antibióticos puede agravar el problema de la resistencia, mientras que un uso apropiado puede ayudar a controlarlo.

Variaciones en la respuesta inmune del huésped

La efectividad del sistema inmune varía entre individuos. Al estudiar esto, los investigadores se enfocan en tres categorías de huéspedes: aquellos con un sistema inmune robusto, aquellos con un sistema inmune comprometido y aquellos con un sistema inmune significativamente comprometido.

Los hallazgos indican que las personas con un sistema inmune comprometido son más propensas a cargar una mayor carga de bacterias sensibles. Por otro lado, aquellos con un sistema inmune significativamente comprometido pueden tener una carga aún mayor de bacterias resistentes.

Comparando estrategias de control

Al implementar estrategias de control en el sur de Europa para tratar infecciones bacterianas, los investigadores han encontrado que ciertos enfoques pueden reducir efectivamente tanto bacterias sensibles como resistentes. Manejar las mutaciones a través de la THG y controlar la administración de antibióticos son dos estrategias que han mostrado promesas.

En la práctica, manejar bacterias sensibles tiende a dar resultados más rápidos, llevando a su casi eliminación. Las bacterias no resistentes, por otro lado, son más difíciles de controlar, ya que sus poblaciones tienden a disminuir más lentamente.

Conclusión y direcciones futuras

El problema de la RAM es urgente y necesita atención continua de investigadores, profesionales de la salud y responsables de políticas. Este estudio muestra las complejas interacciones entre antibióticos, sistemas inmunes y poblaciones bacterianas.

Aunque el enfoque de esta investigación ha estado en áreas específicas y especies bacterianas, es esencial recordar que la RAM es un problema global que necesita una respuesta coordinada. La investigación continua, la inversión en nuevas opciones de tratamiento y el uso apropiado de antibióticos existentes son cruciales para combatir la RAM.

Al entender mejor las dinámicas de la RAM y adaptar las estrategias según las condiciones locales, podemos avanzar en el control de esta importante amenaza para la salud pública.

Fuente original

Título: Assessing the Impact of Mutations and Horizontal Gene Transfer on the AMR Control: A Mathematical Model

Resumen: Antimicrobial resistance (AMR) poses a significant threat to public health by increasing mortality, extending hospital stays, and increasing healthcare costs. It affects people of all ages and affects health services, veterinary medicine, and agriculture, making it a pressing global issue. Mathematical models are required to predict the behaviour of AMR and to develop control measures to eliminate resistant bacteria or reduce their prevalence. This study presents a simple deterministic mathematical model in which sensitive and resistant bacteria interact in the environment, and mobile genetic elements (MGEs) are functions that depend on resistant bacteria. We analyze the qualitative properties of the model and propose an optimal control problem in which avoiding mutations and horizontal gene transfer (HGT) are the primary control strategies. We also provide a case study of the resistance and multidrug resistance (MDR) percentages of Escherichia coli to gentamicin and amoxicillin in some European countries using data from the European Antimicrobial Resistance Surveillance Network (EARS-Net). Our theoretical results and numerical experiments indicate that controlling the spread of resistance in southern European regions through the supply of amoxicillin is challenging. However, the host immune system is also critical for controlling AMR.

Autores: Alissen Peterson, Jhoana P. Romero-Leiton, Pablo Aguirre, Kamal R. Acharya, Bouchra Nasri

Última actualización: 2023-06-08 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2302.02280

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.02280

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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