Si bien la resistencia a los antibióticos està bien descrita, la tolerancia a los desinfectantes se conoce menos. En este artículo, explicaremos la diferencia entre la resistencia a antibióticos y desinfectantes y su impacto en su rendimiento.
Diferentes agentes antimicrobianos han estado presentes en nuestras vidas desde hace màs de 100 años. En este grupo se incluyen antibióticos para animales, plantas y/o personas, desinfectantes para superficies, y desinfectantes para manos y piel. Los diferentes tipos de microorganismos han mostrado un nivel de resistencia a algunos de estos agentes antimicrobianos, lo que genera una preocupación legítima sobre el desarrollo de dicha resistencia a los biocidas a través de su uso normal. Si bien la resistencia a los antibióticos està bien descrita, la tolerancia a los desinfectantes se conoce menos. En este artículo, explicaremos la diferencia entre la resistencia a antibióticos y desinfectantes y su impacto en su rendimiento.
Diferencias entre resistencia a antibióticos y desinfectantes
En los medios, y en menor medida en otras publicaciones científicas, se hace poca distinción entre las resistencias a diferentes clases de agentes antimicrobianos, lo que contribuye a la ambigúedad sobre si la resistencia a un agente està vinculada a la resistencia a otros agentes. Hay opiniones que piensan que la resistencia a los antibióticos es lo mismo que la resistencia a los desinfectantes y que una solución que aborde la resistencia a un antimicrobiano funcionarà para los demàs. A diferencia de los antibióticos, los problemas de resistencia con los desinfectantes ocurren con mucha menos frecuencia, ya que los dos funcionan por mecanismos diferentes. Mientras que los antibióticos actùan específicamente sobre ciertos procesos biológicos en el metabolismo de las bacterias, los desinfectantes actùan de manera no específica sobre la totalidad de las estructuras biológicas de la célula. Por lo tanto, no es sorprendente que las bacterias puedan modificar esos puntos de ataque (de antibióticos) y sufran mutaciones. Sin embargo, las células bacterianas son mucho menos capaces de adaptarse y protegerse del ataque de los desinfectantes.
¿Qué causa la tolerancia a los antibacterianos y cómo se produce?
Aunque las adaptaciones de los microbios a los desinfectantes estàn menos descritas, se conocen algunos mecanismos que permiten cierta tolerancia. Sin embargo, primero se debe hacer la distinción entre resistencia y tolerancia. La tolerancia es a menudo un nivel màs bajo de insensibilidad y rara vez es completa. Este bajo nivel de insensibilidad se diferencia de la resistencia, que es un alto nivel de insensibilidad y puede estar cerca de la inmunidad a un antimicrobiano.
La resistencia adquirida a menudo se obtiene a través de mutaciones genéticas o la adquisición de genes que codifican la tolerancia de otros organismos a través de la transferencia horizontal de genes. Y también puede ser el resultado de una respuesta al estrés, como la producción de biofilms.
Un biofilm es una comunidad de microorganismos que estàn asociados con una superficie y estàn encerrados dentro de sustancias poliméricas extracelulares (EPS). Los biofilms se pueden formar en diversos entornos y, como resultado, se pueden encontrar materiales no celulares como residuos y cristales minerales dentro de una matriz de biofilm. Las bacterias en los biofilms son fenotípica y genéticamente diferentes y son màs difíciles de matar que sus contrapartes planctónicas que el EPS limita el contacto directo entre las células microbianas en los biofilms y los antimicrobianos. Las células persistentes son una subpoblación fenotípicamente diferente de células en biofilms que son màs tolerantes a los antimicrobianos. Una vez eliminadas de un biofilm y del EPS protector, la mayoría de las bacterias son tan susceptibles como otros organismos que no formaban parte del biofilm.
Las bombas de expulsión son capaces de mover una variedad de diferentes compuestos tóxicos fuera de las células y otorgar directamente a las bacterias tolerancia adicional a los antimicrobianos a través de la extrusión al ambiente externo de desinfectantes que se han difundido en la célula. Por lo general, también mejoran la tolerancia a los antimicrobianos al mejorar la formación de biofilms.
La resistencia genotípica es una forma de resistencia codificada por genes específicos. Dichos genes de resistencia pueden surgir por mutación durante la mitosis (el proceso de duplicación celular) y pueden codificar un sistema que pueden reducir la eficacia de un antimicrobiano (por ejemplo, bombas de expulsión).
La diferente tolerancia de los microbios a los desinfectantes depende de diferentes factores. Por ejemplo, la diferente estructura de la célula bacteriana puede conducir a diferentes susceptibilidades a los antimicrobianos. Ademàs, hay bacterias que tienen la capacidad de formar esporas (por ejemplo, Clostridioides difficile). Este estado de esporas otorga a los microorganismos una mayor resistencia a ciertos productos químicos o influencias ambientales (como las altas temperaturas).
Tolerancia a los desinfectantes – ¿Afecta al rendimiento de dichos productos?
Para todos los antimicrobianos, la concentración en uso juega un papel importante en el riesgo de desarrollar resistencia o tolerancia al anitmicrobiano. Los antimicrobianos representan una presión selectiva sobre los microorganismos. Cuando los microorganismos estàn expuestos a una dosis alta de antimicrobianos (exposición aguda), tienden a tener una probabilidad mucho menor de desarrollar resistencia o tolerancia. En cambio, la exposición crónica a niveles bajos de antimicrobianos representa un mayor riesgo de resistencia porque esa presión selectiva baja pero prolongada permite que los microorganismos desarrollen mecanismos específicos de resistencia y tolerancia (Donaghy, 2019) (Kampf, 2019) (Weber, 2006).
¿Existen diferencias en los principios activos desinfectantes?
Cloruro de amonio cuaternario (Quat): La tolerancia al quat se ha descrito relativamente bien. A niveles por encima de la concentración inhibitoria mínima (MIC, por sus siglas en inglés, nivel mínimo de biocida necesario para la actividad antimicrobiana), los cuaternarios alteran las membranas celulares. Cuando los quats se usan en sub-MIC, el modo de acción es complicado y siempre incluye mùltiples procesos como la modificación de las membranas celulares, la hiperexpresión de las bombas de expulsión o la adquisición de genes de expulsión específicos de quat. Aunque muchos mecanismos de salida pueden proporcionar tolerancia al quat también pueden proporcionar resistencia a los antibióticos, no està claro que exista una relación causal en la que el uso del quat provoque resistencia a los antibióticos o viceversa. Como era de esperar, hay una variedad de genes de tolerancia a los cuaternarios y esos genes pueden estar muy extendidos y ser relativamente comunes. Sin embargo, el impacto de dichos genes en la tolerancia fenotípica no està claro. Tampoco està claro que haya impacto de los genes de tolerancia al quat en los niveles subletales del quat. En general, los genes de tolerancia parecen no tener impacto en la tolerancia a los niveles de uso recomendados de desinfectantes.
Los oxidantes (cloro, àcido peracético, peróxido de hidrógeno) actùan como desnaturalizantes de las proteínas al reaccionar con los grupos tiol y amino y, como resultado, dañan las estructuras celulares, incluida la pared celular, las membranas y los àcidos nucleicos.
Como los oxidantes se dirigen a casi todas las estructuras celulares indiscriminadamente, no se espera resistencia a través de genes y procesos celulares específicos y no se ha demostrado en la literatura. Sin embargo, las bacterias pueden tener una susceptibilidad reducida al estrés oxidativo al formar un biofilm u otra tolerancia fenotípica. Los microorganismos formadores de biofilm producen sustancias polímericas extracelulares que neutralizan los efectos de los oxidantes. Por lo tanto, normalmente se necesita una mayor concentración de agente oxidante para matar los microorganismos en los biofilms. Algunos microorganismos producen la enzima catalasa que convierte el peróxido de hidrógeno en oxígeno y agua y puede proporcionar una resistencia intrínseca a niveles muy bajos de H202. Sin embargo, la mayoría de los desinfectantes usan peróxido a un nivel que puede superar la inactivación por catalasa.
La eficacia del alcohol para matar las bacterias vegetativas se debe principalmente a la desnaturalización de las proteínas, y normalmente se recomiendan soluciones de 60-80% de alcohol (OMS, 2009). Sin embargo, las soluciones de alcohol no son agentes antimicrobianos efectivos contra las esporas bacterianas (OMS, 2009) (Boyce, 2018). Un estudio reciente de Pidot (2018) demostró un rango variable de eficacia (rango de 10 veces) de alcohol contra diferentes aislamientos de Enterococcus faecium, lo que sugiere la posibilidad de que existan mecanismos de tolerancia o resistencia. Sin embargo, este estudio se realizó con una solución de isopropanol al 23%, que està significativamente por debajo del nivel de alcohol que acabamos de mencionar, por lo que la importancia clínica del hallazgo es incierta. Cuando se usaron las soluciones estàndar de alcohol al 70%, la eficacia cumplió con las expectativas y fue consistente en los diversos aislamientos. Un estudio realizado por Tinajero (2019) no encontró diferencias en la susceptibilidad al alcohol entre los aislamientos de Enterococcus faecium después de la adopción de desinfectantes para manos a base de alcohol en todo el hospital.
Los desinfectantes de superficies que contienen alcohol generalmente se formulan con otros ingredientes para mejorar la eficacia y disminuir la adsorción a la suciedad (Boyce, 2018). Los desinfectantes a base de alcohol son limpiadores deficientes, se evaporan ràpidamente y, a menudo, son inflamables, lo que los convierte en una opción peor para la desinfección general de superficies (Boyce, 2018). Se sabe que su eficacia biocida se ve comprometida por la presencia de suciedad, especialemnte suciedad a base de proteínas (Boyce, 2018) (OMS, 2009). Al usar un desinfectante a base de alcohol, se esperaría una limpieza previa de las superficies, lo que a su vez tendría un impacto en el nivel de microorganismos que quedan en la superficie. Por lo tanto, no està claro que los resultados de Pidot (2018) tengan un significado pràctico para la higiene de manos o la desinfección de superficies.
Conclusión - Basado en publicaciones actuales:
En los ùltimos años, varios estudios publicados han demostrado que las bacterias pueden desarrollar resistencia no solo a los antibióticos, sino también a los desinfectantes. Sin embargo, las publicaciones relacionan principalmente esto con el QUAT como ingrediente activo y con la exposición subletal a largo plazo, que no se usa en la pràctica. Ademàs, los biofilms también deben considerarse específicamente por las razones descritas en este artículo. En cualquier caso, es necesario seguir investigando en estas àreas.
Referencias:
Boyce JM. Alcoholes como desinfectantes de superficies en entornos sanitarios. Infect Cont and Hosp Epidemiol, 2018; 39 (3): 323-328.
Donaghy JA, Balamurugan J, Goodburn K, Grunwald L, Jensen AJ, Kanagachandran K, LaFforgue H, Seefelder W, Quentin MC. Relación de sanitizantes, desinfectantes y agentes de limpieza con resistencia antimicrobiana. J Food Prot. 2019; 82(5): 889–902.
Kampf G. Respuesta bacteriana adaptativa a la exposición a clorhexidina de bajo nivel y sus implicaciones para la higiene de manos. Microbial Cell. 2019; 6(7): 307-320.
Pidot SJ, Gao W, Buultjens AH, Monk IR, Guerillot R, Carter GP, et. al. Aumento de la tolerancia del hospital Enterococcus faecium a los alcoholes para lavado de manos. Ciencia Medicina Traslacional. 2018; 10: eaar6115.
Tinajero CG, Bobadilla-Del Valle M, Alvarez JA, Mosqueda JL, De Leon AP, Macias AE. Sensibilidad de Enterococcus faecium resistente a la vancomicina al alcohol isopropílico antes y después de implementar el frotamiento de manos con alcohol en un hospital. Am J of Infect Cont. 2019; 47: e-27-29.
Weber DJ, Rutala WA. Uso de germicidas en el hogar y en el àmbito sanitario: ¿Existe una relación entre el uso de germicidas y la resistencia a los antibióticos? Infect Cont and Hosp Epidemiol. 2006; 27(10): 1107-1119.
Organización Mundial de la Salud. Directrices de la OMS sobre la higiene de manos en la atención de la salud. Prensa de la OMS. 2009; Geneva, Switzerland.
El contenido de este artículo es un extracto de un artículo màs extenso publicado por Diversey, Peter Teska