Los restos de osos pardos cuentan la historia del uso humano de antibióticos

De forma fortuita, el médico británico Alexander Fleming descubrió en la década de 1920 la penicilina, un antibiótico empleado para el tratamiento de infecciones provocadas por bacterias sensibles. Pero su producción no se masificó hasta los años 40, cuando los químicos Ernst Boris Chain y Howard Walter Florey lograron sintetizarla para su distribución comercial. Los tres científicos ganaron el Nobel de Medicina o Fisiología en 1945.

A pesar de que la utilización de estos fármacos permite tratar infecciones bacterianas, su uso repetido en humanos y animales domésticos conlleva la aparición de resistencia antimicrobiana, una nueva amenaza para la salud pública que causa cientos de miles de muertes al año en todo el mundo.

“Muchos países ya han puesto en marcha medidas de control para reducir el uso de estos compuestos en medicina y ganadería –algunos de los cuales sirven para promover el crecimiento de animales–“, explica a SINC Katerina Guschanski, investigadora en el Centro de Biología Evolutiva de la Universidad de Upsala en Suecia. De hecho, este país fue el primer estado europeo en prohibir completamente los antibióticos como promotores del crecimiento en 1986, informa la experta.

Desde entonces, el gobierno sueco ha establecido un programa para controlar su uso en el sector biomédico, para que se reduzca su venta y estos fármacos solo se utilicen cuando sean absolutamente necesarios. “Sin embargo, tanto Suecia como otros países del mundo siguen utilizándolos para tratar enfermedades. No han dejado de hacerlo”, lamenta Guschanski.

Una contaminación que llega hasta los osos pardos

Sin mayores medidas, los antibióticos y las bacterias resistentes pueden liberarse. Por ejemplo en los hospitales, donde son administrados al medio ambiente a través de las plantas de tratamiento de aguas residuales y propagarse por el agua a grandes distancias. Desde allí llegan a los animales salvajes, que a su vez pueden transmitir bacterias resistentes a las personas durante las actividades recreativas o la caza.

A pesar de ello, hasta hace poco no se había estudiado la evolución de la resistencia a los antibióticos en la fauna salvaje desde el inicio de la producción masiva en los años 40. Ahora, el equipo de Guschanski utilizó especímenes de osos pardos salvajes, conservados en colecciones históricas del Museo de Historia Natural de Estocolmo en Suecia, para estudiar sus efectos a lo largo de toda la historia de su aplicación. Los resultados se publican en la revista Current Biology.

Los investigadores analizaron los cambios en las comunidades bacterianas –los  microbiomas– que viven en la boca de estos animales y que se conservan como depósitos de cálculo sólido en los dientes, el cual puede permanecer inalterado durante milenios. Esto permitió estudiar que ha ocurrido con los osos pardos suecos desde hace 180 años.

“Extrajimos ADN de estas muestras y caracterizamos los genes que transmiten la resistencia a los antibióticos. Los osos son un buen reflejo de la resistencia en un entorno más amplio, porque normalmente no se acercan a las viviendas humanas. Por lo tanto, lo que vemos en ellos es lo que sucede en los ambientes lejos de los humanos”, subraya a SINC la científica sueca.

Así descubrieron que el aumento del uso de antibióticos en la medicina y la ganadería en las décadas de 1950 a 2000 provocó un incremento de la resistencia antimicrobiana en los osos pardos suecos salvajes. Pero también detectaron una clara tendencia a la baja en dicha resistencia tras la aplicación de políticas nacionales de control de su uso.

“También vemos que la diversidad de genes de resistencia antimicrobiana en las bacterias orales de los osos aumenta con el tiempo en el transcurso de los 180 años que abarca nuestro muestreo”, dice la experta. De hecho, en las muestras más recientes, detectaron una mayor diversidad de genes resistentes que en las muestras más antiguas, debido probablemente a una mayor diversidad de tipos de antibióticos usados por los humanos.

Más lejos de lo que se pensaba

Los osos pardos escandinavos suelen vivir alejados de los humanos, pero en ocasiones se acercan a pueblos y ciudades. Los investigadores esperaban encontrar más genes de resistencia a antibióticos en los osos que vivían en regiones más densamente pobladas de Suecia. Sin embargo, para su sorpresa, no fue así.

“Encontramos niveles similares de resistencia a los antibióticos en los osos de zonas remotas y en los que se encontraban cerca de la población humana. Esto sugiere que la contaminación del medio ambiente con bacterias y antibióticos resistentes está realmente extendida”, afirma Guschanski.

Ahora, el equipo pretende estudiar los efectos de la resistencia antimicrobiana en otros animales, como zorros, tejones o ciervos, del mismo modo que lo hicieron con los osos. “Las especies que están más estrechamente relacionadas con la población humana podrían ser útiles como especies centinela. Podrían servir como indicadores de los resultados inmediatos de la acción humana cerca de las viviendas”, concluye la experta.

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Mundos ‘hiceánicos’, una nueva clase de exoplanetas potencialmente habitables

Astrónomos de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) han identificado una nueva clase de exoplanetas muy diferentes al nuestro, pero que también podrían albergar vida, lo que amplía enormemente la lista de lugares donde buscarla fuera del sistema solar. Los han denominado mundos ‘hiceánicos’ (Hycean Worlds, en inglés), según publican en The Astrophysical Journal.

El autor principal, Nikku Madhusudhan, explica las características que debe cumplir un planeta de este tipo: “Presentar una superficie cubierta por el océano y una atmósfera en la que domine el hidrógeno (H2) –de ahí su nombre–, con una presión y temperatura en la superficie oceánica propicia para la vida, es decir, dentro de los límites de las condiciones de habitabilidad de los océanos de la Tierra”.

Aunque sean planetas más grandes y calientes que el nuestro, “suponemos que al menos una vida microbiana similar a la que se encuentra en los océanos terrestres (aunque sea en condiciones extremas) debería ser capaz de originarse y adaptarse a las condiciones hiceánicas”, añade el astrofísico.

Hasta ahora se han buscado indicios de vida en planetas con un tamaño, masa, temperatura y composición atmosférica similares a la Tierra, pero no es fácil encontrarlos. Sin embargo, según los autores, los mundos ‘hiceánicos’ son más numerosos y fáciles de observar.

Además, se posicionan en zonas habitables mucho más amplias que las de los terrestres. Esto significa que podrían albergar vida aunque se encuentren fuera del rango en el que un planeta similar al nuestro necesitaría estar para ser habitable.

“Hemos identificado 11 exoplanetas candidatos de este clase (K2-18 b, TOI-1266 c, LTT 1445 Ab ...) alrededor de estrellas cercanas. Por tanto, es evidente que podría haber decenas más en toda la población de exoplanetas descubierta”, apunta Madhusudhan, que insiste: “se abre una vía completamente nueva en la búsqueda de vida en otros lugares”.

Todos los planetas de esta clase identificados orbitan alrededor de enanas rojas que se encuentran a una distancia de entre 35 y 150 años luz, es decir, muy cerca desde un punto de vista astronómico.

Biofirmas en su atmósfera

En la búsqueda de indicios de vida en los lejanos planetas extrasolares es esencial encontrar ‘biofirmas’ o posibles moléculas de origen biológico en sus atmósferas. Las más frecuentes son el oxígeno, el ozono, el metano y el óxido nitroso, todas ellas presentes en la Tierra.

Pero hay otros biomarcadores que son menos abundantes en nuestro planeta pero sí en atmósferas exoplanetarias ricas en hidrógeno. “En los mundos ‘hiceánicos’ puede haber cloruro de metilo, sulfuro de dimetilo y sulfuro de carbonilo, moléculas todas ellas consideradas como posibles bioseñales en planetas similares a la Tierra”, apunta el astrofísico de Cambridge.

Su equipo confía en que el telescopio espacial James Webb (JWST) –cuyo lanzamiento esta previsto este otoño– las pueda detectar con relativa facilidad, y considera que encontrar biofirmas de vida fuera de nuestro sistema solar en los próximos dos o tres años es una posibilidad real.“La detección de una bioseñal transformaría nuestra comprensión de la vida en el universo”, subraya Madhusudhan. 

La pista de los minineptunos

De los más de 4.000 exoplanetas descubiertos hasta ahora, la gran mayoría presentan tamaños comprendidos entre el de la Tierra y Neptuno. De hecho, suelen denominarse “supertierras” o “minineptunos”: pueden ser predominantemente rocosos o gigantes de hielo con atmósferas ricas en hidrógeno, o algo intermedio.

La mayoría de los minineptunos son 1,6 veces mayores que la Tierra. Estudios anteriores han concluido que la presión y la temperatura bajo sus atmósferas hidrogenadas son demasiado elevadas para albergar vida.

Sin embargo, un estudio reciente del equipo de Madhusudhan sobre el minineptuno K2-18b –uno de los once mundos ‘hiceánicos’ identificados– reveló que podrían albergar vida en determinadas condiciones.

Esto condujo a la investigación e identificación de los planetas ‘hiceánicos’. Pueden ser hasta 2,6 veces más grandes que la Tierra y tienen temperaturas atmosféricas de hasta casi 200 ºC, pero sus condiciones oceánicas podrían ser similares a las que favorecen la vida microbiana en nuestros océanos.

Entre estos planetas se incluyen ‘mundos hiciánicos oscuros’ que, bloqueados por fuerzas gravitatorias de marea, podrían tener condiciones de habitabilidad solo en sus caras nocturnas permanentes, así como ‘mundos hiceánicos fríos’ que reciban poca radiación de sus estrellas.

Los exoplanetas con el tamaño de estos mundos son los más abundantes, así que para confirmar que pertenecen a la clase ‘hiceánica’ se necesitarían otros parámetros como la masa, la temperatura y sus propiedades atmosféricas.

Estos datos todavía se desconocen en muchos exoplanetas, pero el JWST y otros telescopios los irán revelando en los próximos años. En cualquiera de estos mundos pronto podrían descubrirse indicios de vida.

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