En las profundidades de la cueva Lechuguilla, ubicada a 489 metros bajo el desierto de Chihuahua en Nuevo México, un equipo de científicos ha descubierto una asombrosa diversidad de vida microbiana que podría ser clave para combatir la creciente crisis de la resistencia antimicrobiana (RAM) a nivel mundial. Esta caverna, que se extiende a lo largo de 240 kilómetros, presenta condiciones extremas de oscuridad y escasez de alimento, donde los microbios han evolucionado estrategias únicas de supervivencia durante millones de años, aislados del mundo exterior.
La investigación, liderada por Hazel Barton, profesora de ciencias geológicas de la Universidad de Alabama, y Gerard Wright, profesor de Bioquímica y Estudios Biomédicos de la Universidad McMaster de Ontario, revela que estas bacterias ancestrales poseen una resistencia natural a la mayoría de los antibióticos, incluso a aquellos relativamente nuevos como la daptomicina, utilizada como último recurso contra infecciones graves como el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM). Este hallazgo es particularmente significativo considerando que la RAM fue directamente responsable de 1,14 millones de muertes en 2021, y se estima que causará 39 millones de muertes entre 2025 y 2050.
La cueva de Lechuguilla, formada hace seis millones de años y mayormente aislada de la actividad humana hasta 1986, ofrece un entorno prístino para estudiar la evolución de la resistencia a los antibióticos sin la influencia del uso excesivo de estos fármacos en la medicina, la agricultura y la ganadería. La formación de la cueva involucró la filtración de agua de lluvia que, al combinarse con sulfuro de hidrógeno en las profundidades de la Tierra, creó ácido sulfúrico. Este ácido disolvió la piedra caliza, formando la cueva, y una capa de arenisca insoluble impidió la entrada de contaminantes externos.
"Debido a esa capa de roca, nada puede entrar en la cueva", explica Barton. "Las cuevas se formaron hace millones de años, y el agua superficial tarda unos 1.000 años en llegar a la zona donde estábamos tomando muestras. Además, era un pasaje recién descubierto al que, según sabemos, ningún ser humano había accedido antes".
En 2012, Barton y Wright iniciaron una colaboración para investigar la resistencia a los antibióticos en los microbios de Lechuguilla. Barton descendió a la cueva, descendiendo en rápel por una docena de cuerdas para recolectar muestras. Los resultados confirmaron sus sospechas: todos los microbios presentes eran resistentes a prácticamente todos los antibióticos naturales utilizados en la práctica clínica.
Este fenómeno tiene sentido desde una perspectiva evolutiva. Los mecanismos de resistencia a los antibióticos no se desarrollan rápidamente; la estructura de un antibiótico puede tardar cientos de millones, o incluso miles de millones, de años en formarse, lo que sugiere que la resistencia a estos compuestos también es antigua. Sin embargo, las bacterias de la cueva seguían siendo susceptibles a los antibióticos sintéticos o semisintéticos, ya que nunca habían estado expuestas a ellos.
Un microbio en particular, una cepa bacteriana no patógena llamada Paenibacillus sp. LC231, demostró ser resistente a 26 de los 40 antibióticos analizados, incluyendo la daptomicina. El análisis del genoma completo de esta bacteria reveló que muchos de los genes de resistencia eran idénticos a los encontrados en bacterias conocidas resistentes a los antibióticos, pero también identificó cinco genes de resistencia previamente desconocidos.
Curiosamente, una especie emparentada con Paenibacillus, ampliamente distribuida en la superficie, también posee los mismos mecanismos de resistencia, lo que indica que la resistencia a los antibióticos evolucionó antes de que las bacterias quedaran atrapadas en la cueva. Esto respalda la idea de que la resistencia a los antimicrobianos es una característica natural de los microorganismos, presente mucho antes de la era de los antibióticos sintéticos.
"La conclusión principal para nosotros, y la razón por la que intentábamos hacer esto, era demostrar que la resistencia a los antibióticos forma parte de la historia natural de los microorganismos en el planeta", afirma Wright. "La mayoría de los antibióticos provienen de bacterias y hongos, por lo que llevan produciéndolos y compitiendo entre sí durante cientos de millones, si no miles de millones, de años".
El entorno hostil de la cueva, con sus escasos nutrientes y recursos, también podría haber contribuido a la conservación y el perfeccionamiento de las defensas bacterianas. La competencia por la supervivencia en un ambiente tan limitado probablemente impulsa una intensa guerra microbiana, donde las bacterias liberan antibióticos para eliminar a sus rivales. De hecho, los investigadores encontraron microbios en las cuevas que liberaban 38 compuestos antimicrobianos diferentes, incluyendo tres estructuras antibióticas novedosas.
Estos hallazgos abren nuevas vías para el desarrollo de tratamientos contra la resistencia a los antimicrobianos. Tradicionalmente, los científicos han buscado nuevos antibióticos explorando la naturaleza, pero la exploración de áreas aisladas e inexploradas como la cueva de Lechuguilla podría revelar antibióticos ancestrales contra los que las bacterias de la superficie hayan perdido la capacidad de defenderse.
Naowarat (Ann) Cheeptham, microbióloga de la Universidad Thompson Rivers en Canadá, está llevando a cabo investigaciones similares en otras cuevas, tomando muestras de suelo y cultivando bacterias en placas de Petri para probar su eficacia contra superbacterias. Hasta la fecha, ha analizado más de 2.000 bacterias e identificado varios candidatos prometedores, incluyendo especies capaces de eliminar cepas de Escherichia coli multirresistentes y otras que producen antibióticos eficaces contra el SARM. Sin embargo, la falta de financiación ha obligado a pausar su búsqueda de nuevos fármacos por el momento.
Además de la búsqueda de nuevos antibióticos, el estudio de los microbios de las cuevas podría ayudar a predecir cuándo las bacterias podrían desarrollar resistencia a una nueva clase de antibióticos. Conocer los mecanismos de resistencia existentes permitiría a los científicos diseñar fármacos que superen estas defensas. Por ejemplo, la combinación de penicilina con ácido clavulánico contrarresta la resistencia bacteriana al inhibir la enzima que inactiva el antibiótico. La identificación de procesos similares en bacterias de cuevas podría brindar a los investigadores médicos una ventaja crucial en la lucha contra la RAM.
"Al descubrir qué mecanismo podría usar un microorganismo para superar un antibiótico, se puede encontrar la manera de combatirlo antes de que llegue a la clínica", afirma Barton. La cueva de Lechuguilla, con sus secretos ancestrales, se presenta como un laboratorio natural invaluable para comprender y combatir una de las mayores amenazas para la salud pública mundial.
