En uno de los laboratorios de la Facultad de Medicina Humana, un equipo liderado por el doctor Edgard Gonzales desarrolla una investigación sobre enzimas que vuelven ineficaces a antibióticos como la amikacina y la gentamicina, cruciales para tratar infecciones graves cuando otros tratamientos fallan.

Por Gianfranco Quispe

La investigación, en la cual se estudia por qué ciertos antibióticos dejan de funcionar contra las bacterias, es resultado de años de trabajo continuo en la línea de genética, bioquímica y epidemiología de la resistencia a los antimicrobianos.

El equipo se centra en dos enzimas —proteínas que las bacterias producen llamadas AAC(6′)-Ian y AAC(3)-IIe— que funcionan como escudos para “desactivar” antibióticos importantes como la amikacina y la gentamicina. El doctor Gonzales nosda más detalles sobre este importante trabajo.

¿Qué motiva esta línea de investigación?

En un estudio de 2016 se proyectó que para el 2050 las bacterias resistentes podrían matar más personas que el cáncer; sin embargo, el uso excesivo de antibióticos durante la pandemia de COVID-19 podría haber acelerado esta proyección.

La resistencia a los antibióticos es la capacidad que desarrollan algunas bacterias para “desactivar” o bloquear el efecto de estos. Cuando eso ocurre, los antibióticos dejan de funcionar. Esto nos debe preocupar porque sin antibióticos eficaces, infecciones que hoy tratamos sin problema podrían convertirse nuevamente en enfermedades muy peligrosas.

¿Qué tan grave es este problema en el Perú, actualmente?

En nuestro país, la resistencia está aumentando, sobre todo en bacterias que producen infecciones graves. La automedicación tiene un papel muy negativo, porque cuando una persona toma antibióticos sin control médico, o en dosis inadecuadas, favorece que las bacterias desarrollen resistencia.

El uso de antimicrobianos debe hacerse exclusivamente con prescripción médica. No se automediquen, no consuman un antibiótico solo porque otra persona lo hace.

¿Para qué tipo de infecciones se usan la amikacina y la gentamicina?

Son antibióticos muy usados en nuestro país para tratar infecciones del tracto urinario e intraabdominales, neumonías hospitalarias y endocarditis bacterianas —infecciones de las válvulas del corazón—, especialmente cuando otros tratamientos no funcionan.

Son considerados terapias de segunda línea (se usan cuando el primer tratamiento no funciona). Si pierden eficacia, las opciones que quedan son muy limitadas y, muchas veces, más tóxicas para los pacientes.

¿Cómo nació la idea de estudiar específicamente las enzimas AAC(6′)-Ian y AAC(3)-IIe?

En estudios previos encontramos los genes que producen estas enzimas en enterobacterias productoras de carbapenemasas, bacterias altamente resistentes.

Estas enzimas están asociadas no solo a resistencia a aminoglucósidos, sino también a otros mecanismos peligrosos, como β-lactamasas de espectro extendido. No había estudios bioquímicos ni estructurales de estas proteínas en nuestro medio, así que era necesario estudiarlas.

Básicamente, modifican químicamente la amikacina y la gentamicina, de modo que el antibiótico deja de funcionar.

Es como si “apagaran” al medicamento antes de que pueda actuar.

¿Cuál es el objetivo principal de su investigación?

Comprender cómo están formadas estas enzimas, cómo inactivan el antibiótico, qué tan rápido lo hacen y qué antibióticos pueden bloquear. Cada uno de esos detalles nos ayuda a entender el mecanismo de resistencia. 

Una vez que conocemos su estructura tridimensional, podemos identificar puntos débiles. Esa información es clave para diseñar (en el futuro) nuevos antibióticos que escapen de este tipo de resistencia.

¿Cómo estudian estas enzimas en el laboratorio?

Primero, clonamos el material genético, producimos las enzimas y luego las purificamos. En un segundo paso, realizamos análisis cinéticos y biofísicos, estudiamos su estructura con técnicas de difracción de rayos X y simulamos sus interacciones en computadora.

Utilizamos cromatógrafos, espectrofotómetros, incubadoras, equipos de electroforesis, microscopía, técnicas de rayos X y software especializado para modelamiento estructural.

¿Cuáles son los resultados hasta el momento?

Ya pudimos clonar y producir ambas enzimas. Hemos demostrado que pueden inactivar varios antibióticos. Ahora, estamos en una fase más detallada, evaluamos su eficiencia y características moleculares. 

Uno de los mayores retos es obtener suficiente cantidad de proteína pura y estable, algo indispensable para los análisis estructurales y cinéticos.

¿Qué porcentaje del proyecto han completado y qué falta?

Hemos completado la fase de obtención y validación funcional de las enzimas. Ahora, avanzamos hacia el análisis estructural y la resolución tridimensional, que requiere de tiempo y precisión.

Queremos comprender por completo de qué modo estas enzimas inactivan los antibióticos y qué tan eficientes son.

Este conocimiento permitirá que otras líneas de investigación —incluida la nuestra— puedan diseñar moléculas capaces de evadir o bloquear estos mecanismos, abriendo la puerta a

nuevos antibióticos.

Una vez terminado este proyecto, ¿qué pasos siguen?

Después de completar esta etapa, profundizaremos en estudios estructurales más avanzados y ampliaremos el análisis hacia otras enzimas y proteínas involucradas en resistencia. Ese es el horizonte hacia el cual apuntan estas investigaciones. Resolver la estructura y el comportamiento de estas enzimas nos permitirá, en el futuro, participar en el diseño racional de nuevas moléculas que puedan evadir o bloquear los mecanismos de resistencia.

¿Cómo se conecta esta investigación con la formación de los estudiantes?

Con la investigación, los estudiantes tienen la oportunidad de conocer cómo se aborda un problema tan complejo como la resistencia antimicrobiana desde la ciencia básica y aplicada. A través de las ayudantías de investigación, se promueve su participación en actividades como cultivos microbiológicos, purificación de proteínas, análisis bioquímicos y procesamiento de datos, lo que fortalece significativamente su formación científica.

Además, esta experiencia temprana en investigación les permite vincularse con posibles temas de tesis y desarrollar competencias que serán claves en su futuro profesional y académico.

Todo ello, les permite entender que la medicina no solo se practica en la clínica, sino también al generar conocimiento que impacta en la salud pública.

INVESTIGACIÓN Y FORMACIÓN

Actualmente, además de la investigación que lidera el doctor Gonzales, la Facultad de Medicina Humana desarrolla otras dos, que lidera el profesor Juan Faya: un estudio sobre la nisina, una sustancia natural producida por bacterias que podría ayudar a combatir el cáncer de hígado; una investigación con la cual se explora cómo usar terapia génica —una técnica que modifica material genético dentro de las células— para frenar el crecimiento de células cancerosas en el pulmón.