La resistencia a los antimicrobianos (RAM), es decir, cuando los antibióticos dejan de ser eficaces porque las bacterias afectadas se han vuelto resistentes a sus efectos, es un problema de salud cada vez mayor en todo el mundo. La exposición a los antibióticos procedentes de fuentes ambientales debido a la contaminación resultante del vertido incontrolado de ingredientes antibióticos activos procedentes de los centros de producción y de aguas residuales, así como de las plantas de tratamiento de aguas residuales, está relacionada con la propagación de la resistencia a los antimicrobianos.  Esto ha llevado a centrar la atención mundial en mitigar la contribución humana, agrícola y de los sistemas de agua, saneamiento e higiene a la resistencia a los antimicrobianos. Afortunadamente, están surgiendo soluciones innovadoras; en este artículo se destaca una de ellas y la propiedad intelectual que respalda esta innovación. 

Resistencia a los antimicrobianos y salud ambiental

Según un estudio, la India es el mayor productor mundial de antibióticos, con una cuota de suministro del mercado mundial superior al 40% . El sector es heterogéneo, ya que hay pequeñas, medianas y grandes empresas que se dedican a la fabricación de ingredientes farmacéuticos activos y formulaciones. Existe una creciente preocupación por la presencia de altas concentraciones de compuestos antibióticos en los recursos hídricos cercanos a algunos polos de fabricación farmacéutica debido al vertido de efluentes no tratados de las fábricas.

La vigilancia sistemática de la concentración ambiental de antibióticos y de bacterias resistentes puede orientar el desarrollo y la aplicación de intervenciones políticas adecuadas. Los elevados costos asociados a la vigilancia rutinaria de los niveles de antimicrobianos en las aguas residuales aumentan el problema de mantener una vigilancia exhaustiva. En algunos estudios se señala la necesidad urgente de disponer de métodos innovadores, asequibles y fáciles de usar para detectar residuos de antibióticos y bacterias resistentes.

El nacimiento de una invención

El profesor Soumyo Mukherji, que ocupa la cátedra Madhuri Sinha de Ingeniería Biomédica en el Instituto Indio de Tecnología de Bombay (IITB), es un destacado innovador en el campo de los biosensores y la bioinstrumentación, y su actividad se centra en el desarrollo de sistemas de detección para la vigilancia de la salud, la calidad del agua y el medio ambiente. El profesor Mukherji se ha hecho un hueco en el mercado con la creación de sensores avanzados que detectan antibióticos y otros elementos que afectan a la calidad del agua.

Su objetivo es fabricar sensores asequibles que ofrezcan resultados rápidos y fiables, evitando los largos tiempos de espera de las pruebas de laboratorio tradicionales. "Quería hacer algo ambicioso, que fuera más allá de la contaminación del suelo, y que pudiera tener un impacto positivo en la sociedad", dice el Dr. Mukherji. "El problema de la resistencia a los antimicrobianos y la contaminación del agua es grave. Los veterinarios, por ejemplo, pueden llegar a necesitar más de 10 unidades de dosis para tratar una enfermedad clínica de las vacas para la que antes utilizaban una sola unidad de dosis", señala, mientras reflexiona sobre el hecho de que el ganado bebe agua de los ríos, que también se utiliza para el riego.  

El profesor Mukherji ha desarrollado una plataforma de dispositivos sensores avanzados mediante fibras ópticas que detectan una amplia diversidad de sustancias, como bacterias, antibióticos, trazas de pesticidas u otros compuestos específicos, simplemente alterando los detectores específicos de su superficie. "Cuando inmovilizo un receptor específico, es decir, un anticuerpo, para una bacteria, detectará esa bacteria", explica el Dr. Mukherji, demostrando la versatilidad de la plataforma para ir más allá de la respuesta a la resistencia a los antimicrobianos, y su capacidad de aplicación para realizar análisis más amplios. El dispositivo es capaz de medir ciprofloxacino, enrofloxacino y algunos antibióticos betalactámicos, que son antibióticos recurrentes relacionados con la resistencia a los antimicrobianos. El equipo sigue identificando y desarrollando receptores para otros antibióticos.

Una característica destacada de este dispositivo, que se ha adaptado y utilizado en un proyecto de investigación indobritánico denominado AMSPARE, es su diseño compacto, que ocupa poco espacio y mejora su portabilidad. Esto lo convierte en una herramienta ideal para su uso, desde emplazamientos ambientales remotos hasta modernos laboratorios farmacéuticos. La interfaz de fácil manejo lo hace accesible para que lo puedan utilizar con facilidad profesionales de distintos sectores. Además, el dispositivo está diseñado para ser eficiente y ofrecer resultados en un tiempo notablemente breve, de 20 a 30 minutos. Los resultados se muestran en formato numérico en la pantalla del dispositivo, lo que facilita su lectura e interpretación.

Una de las principales funciones del dispositivo es su capacidad para detectar concentraciones extremadamente bajas de contaminantes. Actualmente puede detectar niveles de antibióticos tan bajos como una parte por mil millones. Esta capacidad de detectar concentraciones tan bajas puede convertirlo en una herramienta vital para la detección temprana y prevención de la propagación de la resistencia a los antimicrobianos, proporcionando datos críticos que pueden fundamentar la formulación de estrategias de salud tanto locales como mundiales.

El instrumento de base tiene una buena relación costo-eficacia y funciona con cartuchos especializados que se adaptan a tareas de detección específicas. Cuando se compara con las pruebas de laboratorio tradicionales de resistencia a los antimicrobianos y contaminación del agua en lo que respecta a costo y duración, la invención se revela como una innovación económica y eficiente, que marca un importante avance en las pruebas analíticas in situ.

La propiedad intelectual que respalda la invención

La invención está captando la atención mundial por su versatilidad y fiabilidad. "La tecnología se ha desarrollado gracias a un proyecto conjunto de cinco entidades, entre ellas la Universidad del Oeste de Escocia y el Instituto Indio de Tecnología de Bombay", explica el Dr. Mukherji. El IITB es el titular de las patentes, y el Dr. Mukherji y sus colaboradores constan como inventores. La institución y los innovadores tienen un acuerdo común de participación y reciben regalías por la tecnología.

El potencial de la invención para mejorar la salud pública es inmenso. "Aunque la producción directa del laboratorio al mercado podría no ser comercialmente viable, hay planes en marcha para establecer colaboraciones más amplias. Hemos encontrado distintos asociados para cubrir necesidades regionales únicas, desde garantizar el agua potable en la India hasta atender las necesidades farmacéuticas de los mercados occidentales", señala el Dr. Mukherji. La tecnología también ha suscitado un gran interés en varios países, que han formulado preguntas y solicitudes para su fabricación y utilización, lo que podría abrir las puertas a posibles oportunidades de negociación de licencias. Estos avances ponen de relieve los importantes derechos de propiedad intelectual asociados al trabajo del Dr. Mukherji y su potencial para alcanzar un mayor impacto a escala mundial.

Minimizar el riesgo y medir la contaminación

También a escala mundial se están realizando esfuerzos para dar respuesta al problema de la resistencia a los antimicrobianos. En 2017, en el tercer período de sesiones de la Asamblea de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente (UNEA-3), máximo órgano mundial de adopción de decisiones sobre cuestiones relacionadas con el medio ambiente, se reconoció el impacto ambiental de la resistencia a los antimicrobianos, lo que dio lugar a la publicación de un informe titulado "Environmental Dimensions of Antimicrobial Resistance". En el informe se apela al fortalecimiento de las medidas ambientales relativas a la respuesta a la resistencia a los antimicrobianos mediante el enfoque "Una sola salud" y se reconoce que la salud humana, animal y ambiental mantienen una estrecha relación mutua, lo que significa que el medio ambiente y los contaminantes ambientales desempeñan un papel clave en el desarrollo, la transmisión y la propagación de la resistencia a los antimicrobianos.

Responsible Antibiotic Manufacturing Platform (RAMP), por ejemplo, pretende reducir la propagación de la resistencia a los antimicrobianos debida a los antibióticos ambientales mediante la adopción de prácticas sostenibles de seguimiento, fabricación y adquisición en la India y otras partes del mundo, con el único objetivo de evaluar el impacto de la fabricación de antibióticos en la propagación de la resistencia a los antimicrobianos.

En 2022, AMR Industry Alliance (AMRIA) elaboró una norma de fabricación de antibióticos en la que se describe una estrategia basada en los riesgos para evaluar y gestionar los flujos de desechos asociados a la fabricación de antibióticos. AMRIA agrupa a más de 100 empresas biotecnológicas, de medios de diagnóstico y farmacéuticas y a sus proveedores locales para promover prácticas sostenibles de fabricación de antibióticos en toda la cadena de valor de fabricación y adquisición en el campo de las ciencias biológicas.

El reto polifacético de la resistencia a los antimicrobianos engloba la salud humana, el bienestar animal y el delicado equilibrio de nuestro medio ambiente. Las tecnologías innovadoras de vigilancia del agua, como las avanzadas por el Dr. Soumyo Mukherji, son fundamentales para comprender y combatir el impacto ambiental de la resistencia a los antimicrobianos. La propiedad intelectual que las respalda tiende un puente hacia el progreso y ofrece posibles soluciones con repercusiones mundiales.