Los antibióticos afectan mucho al desarrollo de la 'Arabidopsis thaliana' (izquierda, con agua sola; derecha, con doxicilina). Fuente: EPFL.
Desde el descubrimiento de la penicilina en la primera mitad del siglo XX, los antibióticos han sido de gran ayuda en la lucha contra las infecciones bacterianas. Y, durante las últimas décadas, el uso de las nuevas generaciones de fármacos basados en moléculas específicas conocidas como tetraciclinas se ha vuelto muy generalizado.
Estos fármacos actúan sobre la expresión génica bacteriana, debilitándola, estimulándola, o apagándola por completo. Su capacidad de actuar directamente a nivel de la expresión génica, además, ha llevado a muchos científicos a usar antibióticos de tetraciclina en investigación.
Sin embargo, nadie asume que los antibióticos sean totalmente inofensivos. Un estudio reciente de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), por ejemplo, acaba de demostrar que estos antibióticos basados en tetraciclinas tienen consecuencias inesperadas en el desarrollo de una amplia variedad de organismos.
Las "centrales eléctricas" celulares
Los científicos, dirigidos por Norman Moullan y Laurent Mouchiroud, del Laboratorio de Fisiología Integrativa y Sistémica de la EPFL, observaron que las tetraciclinas tienen un efecto significativo en las mitocondrias, las centrales eléctricas de las células.
"No es sorprendente, dado que las mitocondrias son históricamente bacterias que se desarrollaron dentro de nuestras células", explica Mouchiroud en la nota de prensa de la EPFL.
"Se ha prestado mucha atención al papel de los antibióticos en nuestra flora intestinal, que tiene diez veces más células que el resto de nuestro cuerpo. Sin embargo, los efectos de los antibióticos sobre nuestras mitocondrias, que de por sí son mucho más numerosas que las bacterias de nuestro intestino, aún no se han estudiado en detalle".
En colaboración con otros dos equipos de investigadores, uno suizo y otro holandés, los científicos de EPFL revisaron datos de estudios previos desde este ángulo y llevaron a cabo nuevos experimentos utilizando células animales y vegetales.
Retraso en el desarrollo
Los efectos eran enormes. "Después de varios días de tratamiento con altas dosis de doxiciclina, la respiración mitocondrial estaba visiblemente alterada", explica Moullan.
Más sorprendente aún, se observaron consecuencias a lo largo de la cadena alimentaria, desde mamíferos a moscas, pasando por los gusanos nematodos y las plantas. "El desarrollo de los gusanos se vio obstaculizado. Por otro lado, los signos de envejecimiento aparecieron más lentamente, algo que se había observado en estudios anteriores."
Los científicos también realizaron pruebas de crecimiento en Arabidopsis thaliana, una planta común que se utiliza con frecuencia en la investigación de laboratorio. Después de crecer durante una semana sobre un sustrato normal, se trasplantó a suelos con diferentes concentraciones de doxiciclina.
"Se observaron retrasos en el crecimiento, algunos muy graves, al cabo de unos días, incluso en suelos en los que la concentración de antibióticos no era mayor que la que se encuentra en algunos suelos agrícolas actualmente", asegura Moullan.
Estos fármacos actúan sobre la expresión génica bacteriana, debilitándola, estimulándola, o apagándola por completo. Su capacidad de actuar directamente a nivel de la expresión génica, además, ha llevado a muchos científicos a usar antibióticos de tetraciclina en investigación.
Sin embargo, nadie asume que los antibióticos sean totalmente inofensivos. Un estudio reciente de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), por ejemplo, acaba de demostrar que estos antibióticos basados en tetraciclinas tienen consecuencias inesperadas en el desarrollo de una amplia variedad de organismos.
Las "centrales eléctricas" celulares
Los científicos, dirigidos por Norman Moullan y Laurent Mouchiroud, del Laboratorio de Fisiología Integrativa y Sistémica de la EPFL, observaron que las tetraciclinas tienen un efecto significativo en las mitocondrias, las centrales eléctricas de las células.
"No es sorprendente, dado que las mitocondrias son históricamente bacterias que se desarrollaron dentro de nuestras células", explica Mouchiroud en la nota de prensa de la EPFL.
"Se ha prestado mucha atención al papel de los antibióticos en nuestra flora intestinal, que tiene diez veces más células que el resto de nuestro cuerpo. Sin embargo, los efectos de los antibióticos sobre nuestras mitocondrias, que de por sí son mucho más numerosas que las bacterias de nuestro intestino, aún no se han estudiado en detalle".
En colaboración con otros dos equipos de investigadores, uno suizo y otro holandés, los científicos de EPFL revisaron datos de estudios previos desde este ángulo y llevaron a cabo nuevos experimentos utilizando células animales y vegetales.
Retraso en el desarrollo
Los efectos eran enormes. "Después de varios días de tratamiento con altas dosis de doxiciclina, la respiración mitocondrial estaba visiblemente alterada", explica Moullan.
Más sorprendente aún, se observaron consecuencias a lo largo de la cadena alimentaria, desde mamíferos a moscas, pasando por los gusanos nematodos y las plantas. "El desarrollo de los gusanos se vio obstaculizado. Por otro lado, los signos de envejecimiento aparecieron más lentamente, algo que se había observado en estudios anteriores."
Los científicos también realizaron pruebas de crecimiento en Arabidopsis thaliana, una planta común que se utiliza con frecuencia en la investigación de laboratorio. Después de crecer durante una semana sobre un sustrato normal, se trasplantó a suelos con diferentes concentraciones de doxiciclina.
"Se observaron retrasos en el crecimiento, algunos muy graves, al cabo de unos días, incluso en suelos en los que la concentración de antibióticos no era mayor que la que se encuentra en algunos suelos agrícolas actualmente", asegura Moullan.
Del forraje al campo
Esta contaminación, cuyas consecuencias están empezando a ser valoradas, está causada por la administración generalizada de antibióticos para el ganado.
"Debido a que se administran por vía oral en la alimentación, sólo se digieren parcialmente y terminan en el estiércol, que se extiende luego por los campos", explica Mouchiroud.
Las cantidades involucradas son enormes, y los intereses económicos también dan que pensar. En 2011, 5,6 millones de kg de tetraciclina se administraron al ganado estadounidense. Un estudio mostró que casi la mitad de los 210 kg de antibióticos producidos en China en 2007 fueron tetraciclinas para uso veterinario.
"Los efectos sobre el crecimiento de las plantas distintas de A. thaliana aún no han sido estudiados, pero nuestro trabajo indica la necesidad de ser prudentes", afirma Moullan.
Los investigadores también piden a sus colegas científicos que tengan más cuidado al utilizar antibióticos en los experimentos para la modulación de la expresión génica. "Se observa el efecto que se está buscando, pero se pierde de vista el hecho de que estas sustancias tienen graves consecuencias para la función metabólica en general", avisa Mouchiroud.
Esta contaminación, cuyas consecuencias están empezando a ser valoradas, está causada por la administración generalizada de antibióticos para el ganado.
"Debido a que se administran por vía oral en la alimentación, sólo se digieren parcialmente y terminan en el estiércol, que se extiende luego por los campos", explica Mouchiroud.
Las cantidades involucradas son enormes, y los intereses económicos también dan que pensar. En 2011, 5,6 millones de kg de tetraciclina se administraron al ganado estadounidense. Un estudio mostró que casi la mitad de los 210 kg de antibióticos producidos en China en 2007 fueron tetraciclinas para uso veterinario.
"Los efectos sobre el crecimiento de las plantas distintas de A. thaliana aún no han sido estudiados, pero nuestro trabajo indica la necesidad de ser prudentes", afirma Moullan.
Los investigadores también piden a sus colegas científicos que tengan más cuidado al utilizar antibióticos en los experimentos para la modulación de la expresión génica. "Se observa el efecto que se está buscando, pero se pierde de vista el hecho de que estas sustancias tienen graves consecuencias para la función metabólica en general", avisa Mouchiroud.
Referencia bibliográfica:
Norman Moullan, Laurent Mouchiroud, Riekelt H. Houtkooper, Johan Auwerx: Tetracyclines Disturb Mitochondrial Function across Eukaryotic Models: A Call for Caution in Biomedical Research. Cell Reports (2015). DOI: 10.1016/j.celrep.2015.02.034.
Norman Moullan, Laurent Mouchiroud, Riekelt H. Houtkooper, Johan Auwerx: Tetracyclines Disturb Mitochondrial Function across Eukaryotic Models: A Call for Caution in Biomedical Research. Cell Reports (2015). DOI: 10.1016/j.celrep.2015.02.034.