La resistencia antibiótica es especialmente preocupante en el tratamiento de las infecciones agudas del tracto respiratorio. Se da, en particular, en pacientes con ventilación mecánica que corren un alto riesgo de padecer neumonía.

Pseudomonas aeruginosa es un especie de bacterias que causan infecciones respiratorias en este tipo de enfermos (ventilados) y se asocia con un aumento de la mortalidad y una baja eficacia del tratamiento debido a las altas tasas de resistencia que pueden producirse a los pocos días del tratamiento antibiótico.

Aunque los métodos de vigilancia molecular, como las pruebas rápidas de PCR y la secuenciación del genoma, pueden identificar la presencia de genes de resistencia conocidos, no son adecuados para supervisar la diversidad de patógenos dentro de la población. Además, no se sabe bien si las mutaciones pueden contraerse y revertirse durante el curso del tratamiento en infecciones agudas. Un diagnóstico molecular sin cultivos podría determinar el papel de las variantes de resistencia de baja frecuencia y posiblemente informar sobre qué antibióticos deben evitarse.

La doctora Hattie Chung, del Instituto Broad del MIT y de Harvard, encabezó el desarrollo una tecnología capaz de monitorear genómicamente la mutación de las bacterias. La técnica combina la secuenciación del genoma completo con un método de secuenciación profunda de amplicones dirigida a la resistencia (RETRA-Seq) para seguir los cambios en las frecuencias de las mutaciones de resistencia a los antibióticos a lo largo del tiempo.

En el estudio prospectivo, el equipo secuenció múltiples colonias bacterianas cultivadas de siete pacientes en ventilación mecánica del Hospital Infantil de Boston. Todos tenían una infección aguda del tracto respiratorio inferior siendo la bacteria Pseudomonas aeruginosa la causa más común. Las pruebas se iniciaron al principio de cada infección y continuaron a lo largo de su curso (de cuatro a 11 días) en el que se administraron tratamientos antibióticos.

A continuación, el equipo utilizó el método RETRA-Seq -que ellos desarrollaron- para medir las frecuencias de las mutaciones de resistencia a los antibióticos directamente a partir del ADN de las muestras de esputo, omitiendo el paso de cultivo que suele sesgar los resultados.

Las mutaciones en P. aeruginosa se modificaron rápidamente en los pacientes y a raíz de esto le confirieron resistencia antibiótica.  Aparecieron justo después de que se iniciara la terapia y desaparecieron a los pocos días de cambiar a un antibiótico distinto, cuando surgieron otras mutaciones para ocupar su lugar.

Teniendo como base estos resultados, el equipo sugiere la utilidad del método RETRA-Seq para ayudar a seleccionar un antibiótico que no impulse el aumento de microorganismos resistentes de baja frecuencia que pueden estar al acecho.