Un estudio del CSIC cuestiona una idea clave de la evolución: las bacterias no siempre eligen la mejor mutación para sobrevivir
SOCIEDAD
El hallazgo, liderado por el investigador gallego Alejandro Couce, tiene implicaciones directas para la resistencia a antibióticos, ya que bacterias que evolucionan por rutas distintas pueden volverse más o menos vulnerables a otros fármacos de formas difíciles de predecir
10 ago 2026 . Actualizado a las 15:04 h.La evolución de las bacterias no siempre conduce a la solución más ventajosa. O, dicho de otra forma, no siempre premia al más apto. En ocasiones, el destino de estos microorganismos puede depender de algo mucho más azaroso: qué mutación aparece primero. Es la principal conclusión de un estudio publicado en Nature Communications y liderado por el científico gallego Alejandro Couce, investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). El trabajo revela que las llamadas tendencias o sesgos mutacionales, es decir, la mayor facilidad con la que pueden surgir unas mutaciones frente a otras, pueden condicionar de forma decisiva la evolución bacteriana. El hallazgo no es solo relevante para entender cómo funciona la evolución, sino que tiene consecuencias prácticas muy concretas en el contexto de la resistencia a antibióticos. Abre nuevas posibilidades para atacar a los patógenos causantes de infecciones, en especial a aquellos que cada vez ofrecen más resistencia a los antibióticos.
Cuando una bacteria se reproduce, la copia de su ADN no es perfecta. Los errores que se producen pueden generar mutaciones beneficiosas, perjudiciales o prácticamente irrelevantes. La selección natural favorece aquellas que proporcionan una ventaja, como ocurre cuando una mutación permite sobrevivir a la acción de un antibiótico. Al menos esa era, hasta ahora, la teoría dominante. Pero no todas las mutaciones tienen las mismas probabilidades de aparecer.
La propia maquinaria celular que copia el ADN favorece determinados cambios frente a otros. Además, factores como el metabolismo, el contexto genético o determinadas condiciones ambientales pueden modificar esas tendencias. «Estas tendencias, que llamamos sesgos mutacionales, pueden cambiar el rumbo de la evolución de manera mucho más general de lo que se pensaba hasta ahora y, además, tienen consecuencias funcionales importantes», explica Couce.
Dos bacterias, un mismo antibiótico y dos caminos evolutivos
Para estudiar hasta qué punto estas tendencias pueden influir en la adaptación, los investigadores trabajaron con dos cepas de Escherichia coli que presentaban diferentes tendencias mutacionales y las sometieron a la presión de cefotaxima, un antibiótico utilizado en el ámbito clínico y hospitalario.
Las dos cepas fueron capaces de desarrollar resistencia, pero no lo hicieron de la misma manera. Cada una tomó una ruta genética diferente. Una de ellas siguió un camino más rápido y eficaz, basado en mutaciones en TEM-1, una enzima que la bacteria utiliza para inactivar el antibiótico. La otra recorrió una vía más lenta, que implicaba modificaciones en PBP3, una proteína que constituye uno de los objetivos celulares del antibiótico.
«Una ruta era más rápida y eficaz: implicaba mutaciones en una enzima llamada TEM-1, que la bacteria usa para desactivar el antibiótico. La otra era más lenta y requería acumular más cambios genéticos: pasaba por modificaciones en la proteína PBP3, que es el blanco celular al que ataca el antibiótico», detalla Couce.
El resultado pone en cuestión una idea central de la teoría evolutiva: que la selección natural acabará favoreciendo la alternativa que proporcione una mayor ventaja. En este caso, las bacterias con una mayor tendencia a generar mutaciones en PBP3 siguieron esa ruta, incluso aunque la vía asociada a TEM-1 resultara más rápida y eficaz.
La explicación está en el momento en que aparece cada mutación. La mejor solución no siempre es la primera en aparecer y, cuando la adaptación es urgente, esa diferencia puede ser determinante.
«El cambio de perspectiva que ofrece este trabajo es la demostración de que la adaptación es imperfecta, que la selección natural no es todopoderosa, y que a menudo lo práctico gana a lo idóneo: en la urgencia de la adaptación, la primera solución en llegar es la que cuenta», concluye Couce.
Una pieza clave para entender la resistencia a los antibióticos
Las consecuencias del hallazgo van más allá de comprender cómo evolucionan las bacterias. También pueden afectar a la manera en que se intenta combatir la resistencia a los antibióticos. Cuando una bacteria desarrolla resistencia frente a un fármaco, puede experimentar al mismo tiempo cambios que la hagan más vulnerable a otros medicamentos. Es lo que se conoce como sensibilidad colateral, un fenómeno que ha despertado interés como posible estrategia para diseñar secuencias o combinaciones de antibióticos capaces de explotar las nuevas debilidades de las bacterias resistentes.
Sin embargo, para aprovechar esta estrategia es necesario poder anticipar qué cambios experimentará la bacteria durante su evolución. Y ahí es donde los resultados del estudio introducen una dificultad importante: dos bacterias sometidas a las mismas condiciones pueden acabar desarrollando perfiles de sensibilidad diferentes simplemente porque tienen distintas tendencias mutacionales.
«El estudio muestra que esa predicción es mucho más complicada de lo que se pensaba. Bacterias sometidas exactamente a las mismas condiciones desarrollaron perfiles de sensibilidad colateral opuestos dependiendo de su tendencia mutaciona»”, señala Jake N. Barber, investigador del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP-CSIC-UPM) y coautor del trabajo.
Los experimentos mostraron que las bacterias que siguieron la ruta evolutiva más lenta se hicieron más resistentes a varios antibióticos y a un antiséptico analizados. Al necesitar acumular más mutaciones secundarias para compensar la menor eficacia de su primera vía de adaptación, terminaron adquiriendo características diferentes de aquellas bacterias que evolucionaron por la ruta más rápida.
El estudio añade así una nueva variable a la hora de intentar anticipar la evolución de las bacterias. No basta con identificar qué mutaciones pueden resultar beneficiosas. También es necesario conocer qué mutaciones tienen más probabilidades de aparecer en un determinado contexto.
Y ese contexto puede cambiar. La dieta, algunos medicamentos, determinados contaminantes ambientales o la radiación ultravioleta pueden modificar las tendencias mutacionales de los microorganismos y, potencialmente, desviar su evolución hacia rutas diferentes.
Comprender estas tendencias podría ayudar en el futuro a anticipar qué caminos seguirá una bacteria cuando se enfrente a un antibiótico, qué resistencias puede desarrollar y, sobre todo, qué vulnerabilidades podría dejar abiertas.