Si existe la importancia de estudiar alguna disciplina, entonces uno de los principales asuntos son sus aplicaciones, por lo que además del objetivo principal de conocer la verdad del asunto sobre lo que esa disciplina está investigando, la aplicabilidad o utilidad de ese estudio en otros campos o en el campo en sí es un asunto muy importante. Dirigiré mi atención aquí a la evolución y sus mecanismos. Entonces, en consecuencia, si algo que personalmente quiero proponer es la aplicación de ese conocimiento al campo de mi trabajo.
En realidad no estudiamos mucho la evolución a nivel universitario en medicina, ya que no tiene un impacto clínico directo en el diagnóstico y tratamiento de los pacientes en la mayoría de los casos. Sin embargo, una posible área de interacción es la "resistencia bacteriana a los antibióticos", ya que está relacionada con "mutaciones", y generalmente se ve como un mecanismo por el cual la bacteria se adapta a su entorno.
Ahora, durante toda mi vida en medicina, desde la universidad hasta la especialidad y la enseñanza académica, nunca hemos dejado de recordarnos que no debemos dispensar antibióticos con generosidad, y la principal preocupación descrita es la "aparición de cepas de bacterias resistentes" debido a este uso liberal de los antibióticos en sí. . Hay otras razones, por supuesto, como los efectos secundarios y el costo, pero no son la principal preocupación la mayoría de las veces.
Durante mi reciente revisión de Evolution, mirando los cursos introductorios que me citaron muchos participantes aquí, en particular esta página de Evo101 titulada "Las mutaciones son aleatorias ", me sorprendió mucho saber que incluso las mutaciones que dieron como resultado la resistencia bacteriana eran no "mutaciones dirigidas", es decir, no es el caso de que la exposición al antibiótico causara que la bacteria tuviera esa mutación en primer lugar, en realidad, la página menciona los experimentos de Esther y Joshua Lederberg que muestran que esas bacterias resistentes ya estaban allí antes que la población. estuvo expuesto a los antibióticos?
Entonces, ¿por qué los bacteriólogos siempre nos han recordado que limitemos nuestro uso de antibióticos si la aparición de resistencia a los medicamentos no se debe a la exposición a ellos?
En realidad, no es solo eso, muchas conferencias a las que asistimos, que en su mayoría son impartidas por organismos oficiales, mencionan la aparición de resistencia a los antibióticos como una respuesta de mutación DIRIGIDA a la exposición a un antibiótico en particular, que casi la mayoría de nosotros, los médicos, llegamos a pensar que esto es un hecho. Por ejemplo, las bacterias hospitalarias son de las más resistentes, especialmente las de las unidades de cuidados intensivos. La asociación entre la exposición a los antibióticos y la aparición de bacterias resistentes a ellos está casi grabada en nuestros cerebros, por lo que descubrir que la mutación ya estaba allí antes de la exposición al antibiótico parece bastante impactante, al menos para mí en persona.
Mi pregunta aquí es la siguiente:
¿Es un hecho científico que la aparición de resistencia bacteriana a través de mutaciones es siempre aleatoria, es decir, en el sentido de que no es una respuesta dirigida a la exposición de la población a ese antibiótico?
Por ejemplo , esto parece ser un contraejemplo.
Si ese es el caso, ¿por qué preocuparse por el uso liberal de antibióticos de amplio espectro? ¡Me refiero a lo que se refiere a la aparición de resistencia bacteriana!
Quiero decir que no es el caso de que voy a erradicar la "bacteria útil" que podría competir con las bacterias resistentes patógenas, por ese uso liberal de antibióticos de amplio espectro. Si eso sucede temporalmente, en principio podemos reemplazarlos nuevamente, como con el uso de probióticos.
Durante mi navegación por la web encontré esa página que aborda el mismo punto, pero las respuestas no son tan explícitas y están lejos de ser convincentes.
Tiene razón, esto es extremadamente relevante y es lamentable que su educación médica no incluyera una buena instrucción sobre la evolución.
Usted señala algunos estudios muy útiles e interesantes. Me gustan especialmente los estudios que demuestran la existencia temprana de genes de resistencia antibacteriana, por ejemplo, en el antiguo permafrost .
ahora a tu pregunta
¿Es un hecho científico que la aparición de resistencia bacteriana a través de mutaciones es siempre aleatoria, es decir, en el sentido de que no es una respuesta dirigida a la exposición de la población a ese antibiótico?
Creo que el problema aquí es una combinación de dos conceptos separados. La mutación es un mecanismo para producir variación. La mutación puede entenderse como un proceso estocástico, que provoca cambios en el genoma de un individuo por casualidad.
La evolución ocurre debido a la variación existente. La evolución no es un proceso estocástico. Es un proceso sesgado, un cambio en la distribución de la variación existente.
La aparición de la resistencia antibacteriana es la evolución que resulta de la selección que actúa sobre la variación existente. La emergencia aquí se refiere a la aparición de una variante resistente dentro de una población. La presión selectiva (aplicación de antibióticos) provoca un cambio predecible en la frecuencia de genes que permitirían la reproducción en ese ambiente, aumenta la frecuencia de genes de resistencia existentes en la población bacteriana.
Aunque hay evidencia de importantes mutaciones de resistencia a los antibacterianos anteriores al uso de antibióticos, esto no descarta la aparición de mutaciones espontáneas, como se demuestra en el artículo al que usted vinculó. La producción de variación genética por mutación aleatoria puede ir seguida de un rápido aumento en la frecuencia de una nueva variación genética que se selecciona en un entorno determinado. Esto puede ser particularmente probable en organismos con altas tasas de error, tiempos de generación cortos y un gran número de individuos. La mutación espontánea no es dirigida , como dices. es aleatorio La selección de esa mutación aleatoria en particular esdirigido, sin embargo. Una vez que ocurrió la mutación aleatoria, podemos decir que existe la variación. Luego, la presión selectiva actúa sobre la variación existente, permitiendo la evolución, un cambio en la frecuencia del, en este caso, gen de resistencia.
Goodman & Gilman, una de mis referencias de farmacología, en realidad tiene una excelente discusión de estos conceptos en relación con la resistencia antibacteriana, en el cap. 48, bajo el inciso DE EMERGENCIA. Hay una buena discusión sobre los diversos mecanismos de emergencia, pero esta declaración general es útil:
Las mutaciones no son causadas por la exposición al fármaco per se. Son eventos aleatorios que confieren una ventaja de supervivencia cuando el fármaco está presente. Es probable que cualquier gran población de bacterias sensibles a los medicamentos contenga mutantes raros que son solo un poco menos susceptibles que los padres. Sin embargo, las estrategias de dosificación subóptima conducen a la muerte selectiva de la población más susceptible, lo que permite que florezcan los aislamientos resistentes.
Las mutaciones son aleatorias, la supervivencia y propagación de bacterias con dichas mutaciones NO es aleatoria.
La evolución y la selección son situacionales.
El uso descuidado de antibióticos hace que esas mutaciones y bacterias se propaguen porque compiten con otras sin resistencia. Sin embargo, a menudo estos no competirán sin la presencia de antibióticos. A menudo, las mutaciones que producen resistencia son perjudiciales cuando los antibióticos no están presentes o, más precisamente, las desventajas de la mutación son más que compensadas por los beneficios de la resistencia cuando los antibióticos están presentes. Lo que significa que incluso cuando ocurren mutaciones, la resistencia del producto desaparece rápidamente sin antibióticos.
Incluso cuando no ofrecen ninguna ventaja o desventaja sin la presencia de antibióticos, la deriva genética normal puede eliminarlos, pero cuando los antibióticos están presentes y se produce una mutación, la mutación ofrece una ventaja y se propaga. Eso significa que es más probable que una persona contraiga una cepa resistente que si no hubiera antibióticos presentes en el entorno de la bacteria.
Tenga en cuenta que el "entorno" puede ser cualquier cosa, desde la gran ecosfera hasta un paciente individual. y la población puede ser la población dentro de un individuo o la población de bacterias en todo el mundo.
probemos un par de escenarios
En cada uno, la mutación por resistencia ocurrió en el 1% de la población de bacterias.
Escenario 1 sin antibióticos. Tienes un 1% de posibilidades de contraer una cepa resistente.
Escenario 2 Antibióticos presentes. Ahora, las presiones selectivas cambian rápidamente la población, de modo que las cepas resistentes ahora constituyen la mayoría (diremos el 75%). Ahora tiene un 75 % de posibilidades de contraer una cepa resistente y, lo que es peor, esas cepas resistentes ahora tienen una alta probabilidad de encontrarse con otras cepas con otras resistencias o de tener otra mutación resistente (ahora 1 % de 75 % en lugar de 1 % de 1 %) esto significa que la población se vuelve aún más resistente y lo hace con bastante rapidez hasta que los antibióticos no funcionan.
Entonces , la emergencia , también conocida como exposición de humanos a cepas resistentes, ES debido al uso de antibióticos.
El uso descuidado de antibióticos incluye.
Uso de antibióticos en personas/animales/cosas que no lo necesitan.
Eliminación de antibióticos en el medio ambiente.
Cursos incompletos de antibióticos.
Pero hay una cuarta y quinta preocupación escondida , esa es la que le preocupa a su artículo. Los pacientes y los médicos son humanos y cada una de estas cosas sucederá inevitablemente, los pacientes no toman los medicamentos, o los medicamentos impuros se desechan de manera inadecuada o un centenar de otros errores exponen a la población de bacterias a los antibióticos. Entonces, una preocupación adicional sobre tener antibióticos útiles, al limitar qué antibióticos usamos, es decir, al usar solo los comunes a menos que sea absolutamente necesario, estamos minimizando las posibilidades de resistencia a los antibióticos menos usados, por lo que tenemos algo que funciona cuando nos encontramos con un cepa resistente.
Por último, las personas ya tienen bacterias presentes en su sistema, por lo que estos microbios pueden exponerse a antibióticos dirigidos a otras infecciones no relacionadas, fomentando así la resistencia. Algunos incluso están protegidos por barreras naturales que reducen la exposición a los antibióticos que se usan para tratar otras cosas, como las bacterias en el exterior de la piel para los antibióticos internos. Peor aún, las bacterias pueden transferir la resistencia horizontalmente para que estos microbios puedan compartir la resistencia con infecciones posteriores. Entonces, incluso usar el antibiótico A correctamente en un paciente para matar el microbio X puede hacer que el microbio Z desarrolle resistencia solo porque el tratamiento para X no es suficiente para matar a todos los Z. Staph es particularmente propenso a esto ya que está en todas partes. Entonces, incluso si usa los antibióticos correctamente, aún puede producir cepas resistentes de otras bacterias.
Como nota al margen, cierta confusión es causada por una peculiaridad del lenguaje y la terminología en el estudio de la evolución. Si X produce un entorno en el que se favorece una mutación que produce el rasgo Z, lo que hace que esa mutación y, por lo tanto, Z se propague en una población, a menudo los científicos simplemente dirán que X causó Z, solo para ahorrar tiempo. los humanos son perezosos y escribir " X produce un entorno en el que se favorece una mutación que produce el rasgo Z, lo que hace que dicha mutación se propague en la población y, por lo tanto, Z se propague en una población". lleva mucho más tiempo y usa más espacio que " X causa Z para propagar " o simplemente X causa Z . Otros científicos evolutivos saben lo que quieren decir, pero puede ser confuso para todos los demás. No es una gran práctica, pero la jerga se cuela en toda la ciencia.
Como nota personal, siempre me ha preocupado que las escuelas de medicina no requieran una comprensión de la evolución al menos para los campos de investigación; la infección, el cáncer y un millón de otras peculiaridades extrañas de la anatomía y la fisiología son causadas por la evolución o el bagaje evolutivo. Diablos, la infección y el cáncer SON competencias evolutivas, y algunas de las más predecibles.
bryan krause
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