Resistencia Colectiva en Comunidades Microbianas mediante Desactivación Intracelular de Antibióticos

La estructura y composición de las comunidades bacterianas pueden comprometer la eficacia de los antibióticos. Por ejemplo, la secreción de β-lactamasa por bacterias individuales proporciona resistencia pasiva para todos los residentes dentro de un entorno polimicrobiano. Aquí, descubrimos que la resistencia colectiva también puede desarrollarse a través de la desactivación intracelular de antibióticos. Las mediciones de luminiscencia en tiempo real y el análisis de células individuales demuestran que el patógeno humano oportunista Streptococcus pneumoniae crece en medio suplementado con cloranfenicol (Cm) cuando están presentes bacterias resistentes que expresan acetiltransferasa de Cm (CAT). Mostramos que CAT procesa Cm intracelularmente pero no extracelularmente. En un modelo de neumonía en ratones, los neumococos más susceptibles sobreviven al tratamiento con Cm cuando co-infectados con una cepa que expresa CAT. La modelación matemática predice que la coexistencia estable solo es posible cuando la resistencia a los antibióticos tiene un costo de aptitud. Sorprendentemente, los neumococos que expresan CAT en los pulmones de los ratones fueron superados por células susceptibles incluso durante el tratamiento con Cm. Nuestros resultados destacan la importancia del contexto microbiano durante las enfermedades infecciosas como un posible factor complicador para la terapia antibiótica.