Los edulcorantes de uso común pueden promover la resistencia a los antibióticos


Investigadores en Australia han realizado un estudio que muestra que los edulcorantes no nutritivos de uso común pueden promover la propagación de genes resistentes a los antibióticos en el intestino.

El estudio encontró que los edulcorantes sacarina, sucralosa, aspartamo y acesulfamo de potasio promovían la transferencia horizontal de genes entre bacterias tanto en entornos ambientales como clínicos.

Los edulcorantes aceleraron el intercambio de genes de resistencia a antibióticos (ARG) a través de un proceso llamado conjugación. Los genes se transfieren de la bacteria donante a la receptora, que luego pueden desarrollar resistencia a múltiples fármacos, dicen Zhigang Yu y sus colegas de la Universidad de Queensland en Santa Lucía, Brisbane.

Escribiendo en El diario ISME, el equipo dice que los hallazgos brindan información sobre la propagación de la resistencia a los antimicrobianos y señalan el riesgo potencial asociado con la presencia de estos edulcorantes en alimentos y bebidas.

Estudio: Los edulcorantes no nutritivos pueden promover la diseminación de la resistencia a los antibióticos a través de la transferencia de genes conjugativos.  Haber de imagen: Pheelings media / Shutterstock

La resistencia a los antimicrobianos representa una de las mayores amenazas mundiales

La resistencia a los antimicrobianos (RAM) representa una de las amenazas mundiales más importantes para la salud pública y la bioseguridad en las próximas décadas.

Actualmente, 700.000 personas en todo el mundo mueren cada año por infecciones causadas por bacterias resistentes a los antibióticos. Se estima que 10 millones de personas morirán a causa de tales infecciones para 2050 si no se toman medidas de inmediato.

La aparición de ARG que dan lugar a bacterias resistentes se atribuye generalmente al uso indebido o excesivo de antibióticos.

La propagación de ARG entre diferentes especies bacterianas es impulsada principalmente por un proceso llamado transferencia horizontal de genes (HGT). La conjugación es un mecanismo de HGT que transfiere los ARG transportados por elementos genéticos móviles como los plásmidos de una célula bacteriana a otra. Los ARG se transfieren a través de un pilus o canal de poros que conecta las bacterias huésped y receptora.

¿Dónde entran los edulcorantes?

Aunque se han desarrollado y promovido edulcorantes no nutritivos como aditivos alimentarios seguros que permiten a las personas evitar los efectos adversos del consumo de azúcar, algunos edulcorantes de uso común se han asociado recientemente con riesgos para la salud.

Por ejemplo, los estudios in vitro han demostrado que los edulcorantes sacarina (SAC), sucralosa (SUC) y aspartamo (ASP) pueden inducir la formación de tumores de la vejiga urinaria.

Estos edulcorantes también están asociados con la intolerancia a la glucosa, que se cree que surge a través de alteraciones en la microbiota intestinal.

Los estudios también han proporcionado evidencia de que SAC, SUC y ASP, así como el acesulfamo de potasio (ACE-K), causan daños en el ADN de las bacterias. Los investigadores dicen que es probable que esto active el sistema de respuesta al daño del ADN (respuesta SOS).

Además, la evidencia sugiere que la transferencia ARG conjugativa puede estar relacionada con la respuesta SOS.

Los estudios también han demostrado recientemente que el uso de SAC, SUC y ASP está asociado con cambios en la microbiota intestinal que se asemejan a los causados ​​por los antibióticos.

“Como los antibióticos pueden promover la propagación de los ARG, planteamos la hipótesis de que estos edulcorantes no nutritivos podrían tener un efecto similar”, escribe Yu y el equipo.

¿Qué hicieron los investigadores?

El equipo utilizó tres sistemas de conjugación modelo para investigar si SAC, SUC, ASP y ACE-K promueven la transferencia conjugativa mediada por plásmidos en entornos tanto ambientales como clínicos.

El proceso de conjugación también se visualizó a nivel de una sola célula utilizando microfluidos y microscopía confocal.

Los investigadores llevaron a cabo un análisis de secuenciación de ARN de genoma completo y midieron los cambios en la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), la respuesta SOS y la permeabilidad de la membrana celular.

¿Qué encontraron?

Se encontró que los cuatro edulcorantes promueven la transferencia conjugativa mediada por plásmidos entre las mismas bacterias y diferentes cepas filogenéticas.

Las bacterias expuestas a estos compuestos exhibieron aumentos en la producción de ROS, la respuesta SOS y la transferencia del gen ARG conjugativo a concentraciones ambiental y clínicamente relevantes.

La permeabilidad de la membrana celular, especialmente la del donante, también jugó un papel importante en la frecuencia de la transferencia conjugativa.

Cuando se incrementó la permeabilidad celular del donante (pero no de la bacteria receptora), se observó un aumento significativo en la transferencia conjugativa. Cuando se incrementó la permeabilidad celular del receptor (pero no del donante), no se observó ningún cambio significativo en la transferencia conjugativa.

“Se ha informado que en la transferencia de ARG, se demostró que los donantes con alta expresión de la maquinaria de conjugación estaban asociados con receptores de baja receptividad”, dicen Yu y sus colegas. “Por lo tanto, el aumento de la permeabilidad del donante puede causar una mayor transferencia de ARG al receptor y resultar en una mayor frecuencia de transferencia conjugativa”.

¿Cuáles son las implicaciones del estudio?

Los investigadores dicen que los estudios han demostrado previamente que las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) pueden servir como puntos críticos para las bacterias resistentes a los antibióticos y ARG debido a la HGT entre las especies bacterianas autóctonas.

Dado que las concentraciones de edulcorantes no nutritivos utilizadas en este estudio fueron relevantes para el medio ambiente, es razonable suponer que tras la exposición a estos compuestos, la frecuencia de transferencia de ARG se promovería en las EDAR, dice el equipo.

“Es posible que estos edulcorantes puedan causar una propagación en cascada de ARG en las plantas de tratamiento de aguas residuales, facilitando así un mayor desarrollo de resistencia a los antibióticos en bacterias ambientales aguas abajo”, escriben Yu y sus colegas.

“Teniendo en cuenta la aplicación sustancial de estos edulcorantes en la industria alimentaria (más de 117.000 toneladas métricas consumidas en todo el mundo por año), nuestros hallazgos son una llamada de atención para comenzar a evaluar las posibles funciones similares a los antibióticos inducidas por los edulcorantes no nutritivos”, concluye el equipo.

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