Productos naturales para combatir la resistencia bacteriana

17 de noviembre de 2020

 

El descubrimiento de los antibióticos contribuyó a mejorar de la calidad de vida y a una reducción notable de la mortandad durante el siglo pasado. Sin embargo, el uso inapropiado y excesivo de estos fármacos ha llevado a muchas bacterias a desarrollar resistencia.

Los antibióticos se usan a menudo en el tratamiento de infecciones víricas, donde son totalmente inefectivos. Esto junto el aumento de su uso en la ganadería intensiva, para evitar las infecciones, ha llevado a que la resistencia a antibióticos esté cada vez más extendida en el mundo, convirtiéndose en un serio problema de salud mundial. De hecho, en un estudio realizado por la OMS se estimaba que para 2050 en torno a 10 millones de personas morirían por esta causa, superando a las muertes por cáncer. El abuso de estos medicamentos lleva también a la destrucción de la microbiota intestinal que hoy en día se empieza a relacionar con enfermedades como la obesidad, el asma, diabetes e incluso determinados tipos de cáncer.

La resistencia se produce cuando las bacterias mutan en respuesta al uso de estos fármacos, lo que hace que sean ineficaces. El desarrollo de la resistencia puede seguir diferentes mecanismos, como son la modificación de los sitios de unión, la degradación enzimática o la formación del biofilm, la combinación de los procesos genéticos de mutación y selección, las tasas de crecimiento rápido y la capacidad de intercambiar genes que presentan las bacterias, explican sus extraordinarias tasas de adaptación y evolución.

Desde la antigüedad las plantas se utilizaron en la conservación de la comida, como especias y condimentos, y también para el tratamiento de diferentes enfermedades. Esto se debe a las numerosas bioactividades que éstas presentan, entre las que cabe destacar su actividad antimicrobiana. Estas actividades son atribuidas a los metabolitos secundarios de las plantas, que consisten en una gran variedad de compuestos que, a pesar de no desempeñar un rol importante en su metabolismo primario, tienen la función de defender a la planta ante condiciones ambientales adversas, presentando por ello a menudo actividad ante agentes patógenos como son los virus o las bacterias. A continuación, se explican algunos de los grupos con mayor relevancia:

piperina de la pimienta negra (Piper nigrum)
Formula química de la piperina, alcaloide presente en la pimienta negra (Piper nigrum).

Alcaloides: son heterociclos orgánicos que presentan un átomo de nitrógeno, por lo que normalmente derivan de aminoácidos. Su actividad antibacteriana se suele atribuir a su habilidad para intercalarse en el ADN provocando la muerte celular. Algunos ejemplos son la berberina, el harmano y la piperina.

Resveratrol un antioxidante presente en la uva
Formula química del resveratrol polifenol presente en las uvas.

Polifenoles: Consiste en un amplio y diverso grupo de compuestos que se caracterizan por presentar más de un grupo fenol por molécula, son ampliamente conocidos por sus efectos antioxidantes, pero también presentan numerosas actividades antimicrobianas. Se encuentran en las frutas, verduras, especias y plantas medicinales, y a ellos se les atribuyen muchas de sus propiedades saludables y terapéuticas.

Eucaliptol presente en el aceite esencial del eucalipto
Formula química del eucaliptol, terpeno presente en el aceite esencial de eucalipto.

 

Terpenos: Se encuentran principalmente en los aceites esenciales y son formados por unidades de isopreno. A ellos se les atribuye la actividad antiséptica de los aceites esenciales y aunque no se conoce con certeza su mecanismo, se cree que se debe a la disrupción de la membrana en las bacterias.

Glicirricina es un de los principios activos del regaliz
Formula química de la glicirricina, saponina presente en el regaliz.

 

Saponinas: son glucósidos de esteroides o de triterpenoides. Cada molécula está constituida por una parte soluble en lípidos y otra parte soluble en agua (el azúcar). De tal manera que forman una espuma cuando se les agita en agua. A ellas se les atribuye el efecto farmacológico de algunas plantas comúnmente usadas en la medicina tradicional china, como son las raíces de regaliz, ginseng y Bupleurum chinense.

Estos compuestos tienen la ventaja de que las bacterias rara vez desarrollan resistencia frente a ellos. Esto se debe a que mientras que la resistencia bacteriana a antibióticos suele producirse mediante la inactivación o modificación del medicamento, los metabolitos secundarios de las plantas actúan sobre los agentes patógenos mediante diversos mecanismos. Es decir, no ejercen su efecto antimicrobiano matando al microorganismo, sino afectando a puntos clave del proceso patológico. Cabe destacar también, el hecho de que los extractos presenten múltiples componentes activos, lo que lleva a que sean menos susceptibles de generar resistencia antimicrobiana.

En un primer momento, se investigaba a las plantas medicinales tratando de encontrar un único compuesto responsable del efecto terapéutico. Sin embargo a menudo se observaba que el proceso de aislamiento llevaba a una reducción de la bioactividad. Por ello, hoy en día se cree que el resultado de su acción antimicrobiana es debido a la acción combinada de los diferentes compuestos presentes en el extracto. Esto explica porque el desarrollo de resistencia frente a tal combinación sinérgica resulta mucho más lento que frente a un solo componente, tal y como ocurre con los antibióticos convencionales.

Entre los diversos mecanismos por los que actúan los metabolitos secundarios, cabe destacar la inhibición del biofilm que consiste en una matriz de polisacáridos formada por comunidades microbianas para protegerse e impedir que puedan ser atacados por los antibióticos. La formación de esta matriz es inhibida por algunos productos naturales como el trans-cinamalaldehído, un aldehído aromático que forma parte de la corteza del árbol de la canela.

Otros compuestos como la piperina presente en la pimienta negra han demostrado ser capaces de inhibir las bombas de expulsión activa de las bacteria. A estas bombas se les atribuye gran parte de la resistencia bacteriana a los antibióticos, ya que son capaces de expulsar compuestos tóxicos del medio intracelular bacteriano. Otro factor importante es la capacidad de modular el sistema inmune de algunos extractos de plantas como el aceite de eucalipto o el Panax ginseng. Estas plantas permiten combatir a los agentes patógenos mejorando la respuesta inmunológica. También existen algunos extractos que sin ser bactericidas son capaces de atenuar factores virulentos afectando así a la supervivencia de los microbios. Además, los productos naturales procedentes de plantas también han demostrado tener actividad antivírica por lo que están siendo cada vez más investigados en este campo.

Frente a la urgencia global en el desarrollo de fármacos que puedan combatir el problema de la resistencia bacteriana, los productos naturales presentan un gran potencial. Estos compuestos difícilmente generan resistencia, y su composición química más compleja hace que actúen por diversos mecanismos reduciendo los efectos secundarios de los mismos.

Una de las posibles soluciones que se esté estudiando es la combinación de antibióticos con extractos de plantas. De esta manera se podría conseguir una sinergia bactericida que pueda ampliar el espectro antimicrobiano. Al mismo tiempo que reduce la resistencia adquirida mediante la mutación de las bacterias y minimiza la toxicidad de los antibióticos. Recientemente se conoce que varias plantas presentan efectos antimutagénicos lo que nos lleva a pensar que esto también podría usarse a nivel bacteriano, evitando que la bacteria desarrolle resistencia mediante mutación genética. Varios estudios han demostrado que la biodisponibilidad de ciertos compuestos fenólicos mejora la actividad inhibitoria de los antibióticos. La piperina, que es el principal alcaloide presente en la pimienta negra es también bien conocido por su capacidad de mejorar la actividad de varios fármacos y nutracéuticos.

Debido a la gran diversidad y versatilidad de estos compuestos podemos concluir que se trata de un campo infrautilizado a día de hoy y que su exploración a nivel industrial puede ser de gran ayuda en el desarrollo de fármacos más eficaces y con menos efectos agresivos para la salud. Teniendo en cuenta la urgencia del problema de la resistencia bacteriana la industria farmacéutica podría utilizar el enorme potencial que presentan los productos naturales para el desarrollo de nuevos medicamentos.

Fuentes consultadas:

Desarrollo de productos botánicos para combatir la resistencia a los antibióticos

Efectos antimicrobianos y sinérgicos de piperina comercial y piperlongumina en combinación con antimicrobianos convencionales

Efectos antimicrobianos y sinérgicos de piperina comercial y piperlongumina en combinación con antimicrobianos convencionales

SOS microbios: Cómo nuestro abuso de los antibióticos aviva las plagas modernas. Martin J. Blaser. Editorial debate.

Resistencia a los antimicrobianos: Abordar una crisis para la salud y la riqueza de las naciones. La revisión sobre la resistencia a los antimicrobianos. Presidido por Jim O’Neill. Diciembre 2014.

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