{"id":14070,"date":"2024-12-09T12:12:03","date_gmt":"2024-12-09T18:12:03","guid":{"rendered":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=14070"},"modified":"2025-01-08T11:10:35","modified_gmt":"2025-01-08T17:10:35","slug":"una-leccion-de-microbiologia-a-lo-largo-de-la-historia-la-resistencia-a-meticilina","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=14070","title":{"rendered":"Una lecci\u00f3n de Microbiolog\u00eda a lo largo de la historia: la resistencia a meticilina"},"content":{"rendered":"
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Flora Cruz-Lo\u0301pez* ORCID: 0000-0002-5180-4178
\n<\/span>Adria\u0301n Marti\u0301nez-Mele\u0301ndez* ORCID: 0000-0003-2936-1347<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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CIENCIA UANL \/ AN\u0303O 28, No.129, enero-febrero 2025<\/p>\n

DOI: https:\/\/doi.org\/10.29105\/cienciauanl28.129-4<\/span><\/a><\/p>\n

Descargar PDF<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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RESUMEN<\/h4>\n
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La resistencia a los antimicrobianos es un grave problema mundial, ya que implica la pe\u0301rdida de la efectividad de los tratamientos contra enfermedades infecciosas. Con el descubrimiento de la penicilina se inicio\u0301 una e\u0301poca en la que se penso\u0301 se podri\u0301a luchar de manera efectiva contra las enfermedades infecciosas; no obstante, dicha e\u0301poca no duro\u0301 mucho tiempo. Asi\u0301 sucedio\u0301 con la meticilina, un antibio\u0301tico \u03b2-lacta\u0301mico semisinte\u0301tico introducido al a\u0301rea cli\u0301nica en 1959; sin embargo, la resistencia a esta nueva opcio\u0301n terape\u0301utica se registro\u0301 en 1960.<\/p>\n

Palabras clave: resistencia, \u03b2-lacta\u0301micos, Staphylococcus aureus<\/em>, penicilina, meticilina.<\/p>\n

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ABSTRACT<\/h4>\n
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Antimicrobial resistance is a serious global problem because it implies the loss of effectiveness in treatments against infectious diseases. With the discovery of penicillin, a new era began, and it was thought that infectious diseases could be treated effectively; however, this era did not last long. This was the case with methicillin, a semi-synthetic \u03b2-lactam antibiotic introduced to clinical practice in 1959; however, resistance to this new therapeutic option was reported in 1960.<\/em><\/p>\n

Keywords: resistance, \u03b2-lactams, Staphylococcus aureus, penicillin, methicillin.<\/em><\/p>\n

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Las infecciones son enfermedades ocasionadas por microorganismos, cuyo tratamiento generalmente consiste en la administracio\u0301n de antimicrobianos a los pacientes. Entre e\u0301stos incluimos a los antibio\u0301ticos, que se emplean cuando el responsable de una enfermedad es una bacteria. La resistencia a los antibio\u0301ticos, que significa la pe\u0301rdida de la efectividad de los tratamientos contra infecciones ocasionadas por bacterias, es uno de los principales problemas de salud pu\u0301blica a nivel mundial. Adema\u0301s, facilita la diseminacio\u0301n los microorganismos y la transmisio\u0301n de enfermedades graves asociadas a alta mortalidad (World Health Organization, 2023).<\/p>\n

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La penicilina es un antibio\u0301tico \u03b2-lacta\u0301mico descubierto en 1928 por el me\u0301dico ingle\u0301s Alexander Fleming. Los antibio\u0301ticos \u03b2-lacta\u0301micos son un grupo que tiene en comu\u0301n una estructura denominada anillo \u03b2-lacta\u0301mico, importante para detener el crecimiento de las ce\u0301lulas bacterianas (figura 1a). Con el hallazgo de la penicilina (figura 1b) y su actividad antimicrobiana, inicio\u0301 una nueva era para luchar contra las infecciones de ese tipo. Sin embargo, fue incorporada hasta 1940 en esquemas de tratamiento, trayendo consigo un aumento en su produccio\u0301n. Aunado a esto, los me\u0301dicos y microbio\u0301logos de la e\u0301poca confiaron en el uso de estos fa\u0301rmacos para el tratamiento de enfermedades infecciosas, por lo que la investigacio\u0301n y desarrollo de otros medicamentos se ralentizo\u0301. Poco tiempo despue\u0301s, el uso inadecuado de la penicilina (tratamientos incompletos o su uso cuando no hay una enfermedad causada por bacterias) coincidio\u0301 con el reporte en 1942 de aislamientos cli\u0301nicos de la bacteria Staphylococcus aureus<\/em> con resistencia a e\u0301ste (es decir, el tratamiento ya no teni\u0301a efecto) (Harkins et al<\/em>., 2017). Para 1960, ma\u0301s del 80% de las infecciones reportadas fueron ocasionadas por cepas de S. aureus<\/em> resistentes a la penicilina, incluso se propago\u0301 <\/span>con facilidad del ambiente hospitalario a la comunidad (poblacio\u0301n que no estuvo hospitalizada ni en contacto con pacientes o personal dentro de centros de salud u hospitales) (Lobanovska y Pilla, 2017).<\/span><\/p>\n

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Posteriormente, se desarrollo\u0301 la meticilina, un antibio\u0301tico \u03b2-lacta\u0301mico semisinte\u0301tico dirigido al tratamiento de infecciones por S. aureus<\/em> resistente a penicilina (figura 1c). Su si\u0301ntesis fue posible mediante la modificacio\u0301n qui\u0301mica de la estructura de la penicilina, al an\u0303adir un grupo funcional que permite generar una mejor actividad. La meticilina fue introducida al a\u0301rea cli\u0301nica en 1959; sin embargo, la resistencia a esta nueva opcio\u0301n terape\u0301utica se registro\u0301 a partir de 1960 (Harkins et al<\/em>., 2017). En este trabajo se expone el resultado inesperado tras la introduccio\u0301n de un nuevo agente antimicrobiano, del cual se detecto\u0301 resistencia unos pocos meses despue\u0301s de su uso en pacientes.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Figura 1. Estructuras qu\u00edmicas de antibi\u00f3ticos \u03b2-lact\u00e1micos. a)<\/em> Anillo \u03b2-lact\u00e1mico; b)<\/em> penicilinas, \u03b2-lact\u00e1micos obtenidos de una fuente natural; c)<\/em> estructuras de \u03b2-lact\u00e1micos semisint\u00e9ticos, obtenidos de modificaciones a partir de las penicilinas.<\/p><\/div>\n

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DESCUBRIMIENTO DE LA RESISTENCIA A METICILINA<\/h4>\n
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La meticilina se introdujo en el Reino Unido en 1959 para contrarrestar el creciente problema de la resistencia a la penicilina en S. aureus<\/em>, ya que la bacteria produci\u0301a una enzima \u03b2-lactamasa que era capaz de degradar al anillo \u03b2-lacta\u0301mico, presente en todos los antibio\u0301ticos \u03b2-lacta\u0301micos (como la propia penicilina). Se vaticinaba e\u0301xito con el nuevo fa\u0301rmaco, ya que era resistente a la degradacio\u0301n por dicha enzima; sin embargo, poco tiempo despue\u0301s, en octubre de 1960, un laboratorio de referencia identifico\u0301 tres aislamientos resistentes al nuevo fa\u0301rmaco (Rolinson y Geddes, 2007).<\/span><\/p>\n

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E\u0301stos habi\u0301an sido recuperados a partir de pacientes internados en el mismo hospital y mostraban un perfil de resistencia similar, lo que inmediatamente sugirio\u0301 que estaban relacionados. En los siguientes dos an\u0303os se detectaron resultados similares en otras partes de Europa, principalmente en Dinamarca. Posteriormente, aislamientos de S. aureus<\/em> resistente a la meticilina (SARM) fueron recuperados en Estados Unidos, Japo\u0301n y Australia en poco tiempo, provocando infecciones graves en pacientes hospitalizados y en la comunidad (Harkins et al<\/em>., 2017).<\/p>\n

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\u00bfQUE\u0301 HAY DETRA\u0301S DE LA RESISTENCIA A METICILINA?<\/h4>\n
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El peptidoglicano es un polisaca\u0301rido (una mole\u0301cula de gran taman\u0303o, formada principalmente de azu\u0301cares) ri\u0301gido que forma la pared celular de las bacterias; dicha pared posee la funcio\u0301n de mantener la forma de la ce\u0301lula. Cualquier alteracio\u0301n en la estructura general de e\u0301sta podri\u0301a resultar letal para la bacteria (Sauvage et al<\/em>., 2008). El peptidoglicano esta\u0301 compuesto por dos sustancias denominadas N-acetilglucosamina y a\u0301cido N-acetil mura\u0301mico que forman cadenas que se entrecruzan (figura 2a), siendo algunos aminoa\u0301cidos, como la D-alanina, las mole\u0301culas base que constituyen el entrecruzamiento en las cadenas (figura 2a). E\u0301ste se lleva a cabo por medio de las protei\u0301nas de unio\u0301n a penicilina (PBP) (Sauvage et al<\/em>., 2008); los aminoa\u0301cidos base para la creacio\u0301n de la pared poseen una similitud con la estructura qui\u0301mica de los antibio\u0301ticos \u03b2-lacta\u0301micos, particularmente la penicilina, por lo que es fa\u0301cil que e\u0301sta entre a la PBP unie\u0301ndose de manera irreversible, asi\u0301 se inhibe su funcio\u0301n y por tanto la si\u0301ntesis de la pared, lo cual detiene el crecimiento bacteriano (figura 2b) (Zapun et al<\/em>., 2008).<\/p>\n

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Las bacterias resistentes a meticilina producen una PBP alterada, conocida como PBP2a o PBP2\u2019 que no es inhibida por los antibio\u0301ticos \u03b2-lacta\u0301micos, por lo tanto, evitan la muerte (figura 2c). La protei\u0301na es producida por el gen mecA<\/em>, que se trasmite a otras bacterias relacionadas, ya que se encuentra contenido en un elemento gene\u0301tico mo\u0301vil (una regio\u0301n del DNA bacteriano capaz de movilizarse e integrarse en otras bacterias) denominado cassette cromoso\u0301mico estafiloco\u0301cico mec (SCCmec) (Hartman y Tomasz, 1984; Katayama et al<\/em>., 2003).<\/p>\n

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Figura 2. Mecanismo de resistencia a la meticilina. a) S\u00edntesis continua de peptidoglicano por la acci\u00f3n de prote\u00ednas de uni\u00f3n a penicilina (PBP) sin alteraciones; b) el sitio de uni\u00f3n de N-acetilglucosamina y \u00e1cido N-acetil mur\u00e1mico es el mismo para la penicilina y otros antibi\u00f3ticos \u03b2-lact\u00e1micos, lo que impide la s\u00edntesis de la pared celular por inhibici\u00f3n de la PBP; c) las bacterias resistentes a meticilina contienen una prote\u00edna de uni\u00f3n a penicilina alterada (PBP2a o PBP2\u2019), la cual permite que la s\u00edntesis de la pared celular contin\u00fae, pero los antibi\u00f3ticos \u03b2-lact\u00e1micos no se pueden unir.<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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IMPLICACIONES DE LA RESISTENCIA A METICILINA<\/h4>\n
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Es posible que el amplio uso de penicilina previo a la introduccio\u0301n de la meticilina condiciono\u0301 la adaptacio\u0301n de S. aureus<\/em> y de esta manera adquirio\u0301 el mecanismo que le permitio\u0301 sobrevivir a la accio\u0301n del nuevo fa\u0301rmaco. Lo anterior pone en evidencia co\u0301mo los nuevos medicamentos, introducidos para mejorar los tratamientos por microorganismos resistentes, pueden volverse ineficaces mediante adaptaciones propiciadas por el uso inadecuado de otros antibio\u0301ticos. Adema\u0301s, se considera que las cepas SARM no so\u0301lo son resistentes a penicilina, sino a todos los antibio\u0301ticos \u03b2-lacta\u0301micos, ya que el mecanismo asociado no es especi\u0301fico para e\u0301sta, si no que actu\u0301a sobre todos aquellos antibio\u0301ticos que tienen estructura similar.<\/span><\/p>\n

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En este sentido, es importante aclarar que la meticilina es un fa\u0301rmaco que ya no se utiliza, precisamente por la pe\u0301rdida de su actividad; sin embargo, el te\u0301rmino de resistencia a meticilina se sigue usando para describir a las cepas de Staphylococcus<\/em> que son resistentes a todos los antibio\u0301ticos \u03b2-lacta\u0301micos. Lo anterior tiene serias implicaciones para el tratamiento de infecciones graves, ya que las cepas SARM son una amenaza importante para la salud humana.<\/p>\n

Por otro lado, se ha sugerido que otras especies de Staphylococcus<\/em>, como S. epidermidis<\/em>, son el origen de la resistencia a meticilina, ya que el SCCmec se encuentra en mayor proporcio\u0301n en las cepas de esta especie, por lo que dichos elementos pueden ser transferidos a S. aureus<\/em> y a otras especies del ge\u0301nero Staphylococcus<\/em> (Wisplinghoff et al<\/em>., 2003). Lo anterior puede causar un aumento en la resistencia a los antibio\u0301ticos \u03b2-lacta\u0301micos en S. aureus<\/em>, ya que no es tan alta a la meticilina como en S. epidermidis<\/em>. Asimismo, cuando existe resistencia a meticilina, con frecuencia se presenta tambie\u0301n a otros antibio\u0301ticos como la tetraciclina, la eritromicina y la espectinomicina. Incluso, se han reportado aislamientos con resistencia superior al 70% a oxacilina, eritromicina, levofloxacina, norfloxacina, clindamicina y trimetoprim\/sulfametoxazol (Bouchami et al<\/em>., 2012). Lo anterior se debe a que se transfieren de manera conjunta genes adicionales a mecA<\/em> responsables de la resistencia a otros antibio\u0301ticos.\"\"<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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OTROS CASOS RELACIONADOS<\/h4>\n
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A partir de la mole\u0301cula de penicilina se sintetizaron otras con actividad antimicrobiana al modificar sus estructuras, dando lugar a antibio\u0301ticos \u03b2-lacta\u0301micos semisinte\u0301ticos, como la oxacilina, la nafcilina, la cloxacilina y la dicloxacilina, por mencionar algunos ejemplos (figura 1c). Aunque ciertas enzimas bacterianas (como las \u03b2-lactamasas) inactivan ra\u0301pidamente a la mole\u0301cula ba\u0301sica de los antibio\u0301ticos \u03b2-lacta\u0301micos, la modificacio\u0301n de las estructuras (al an\u0303adir otros grupos a la mole\u0301cula base) la protegen de la accio\u0301n de la penicilinasa. Sin embargo, como se expuso anteriormente, el mecanismo de resistencia a meticilina esta\u0301 mediado por la presencia de la PBP2a y no por enzimas que degradan antibio\u0301ticos, por lo cual los \u03b2-lacta\u0301micos semisinte\u0301ticos no tienen actividad (Hamilton-Miller, 2008).<\/p>\n

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Estos antibio\u0301ticos fueron aprobados en el periodo comprendido entre 1962 y 1974 como alternativas para tratar infecciones ocasionadas por bacterias resistentes a la penicilina (Bush y Bradford, 2016), aunque su disponibilidad fue variable o escasa en algunos lugares. Sin embargo, no todos los antibio\u0301ticos son activos contra cepas resistentes a meticilina, y tambie\u0301n se ha observado resistencia en enterobacterias, en las cuales se presenta de manera natural o intri\u0301nseca a penicilina (Lobanovska y Pilla, 2017).<\/p>\n

Decenas de antibio\u0301ticos se han descubierto desde que se encontro\u0301 la penicilina; sin embargo, tan so\u0301lo 12 se han aprobado en los u\u0301ltimos siete an\u0303os, acorde a la OMS (2023). Sin perder de vista que la resistencia a e\u0301stos sigue emergiendo, dando oportunidad a los microorganismos de propagarse y ocasionar infecciones graves.<\/p>\n

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CONCLUSIONES<\/h4>\n
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En este trabajo se narra brevemente el surgimiento de la resistencia a la penicilina y a la meticilina. Esta historia puede ser considerada como una evidencia sobre las consecuencias del uso inadecuado de antibio\u0301ticos y de co\u0301mo esto puede condicionar la eficacia de nuevos fa\u0301rmacos, convirtiendo en ineficaz una mole\u0301cula que pareci\u0301a prometedora.<\/p>\n

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* Universidad Auto\u0301noma de Nuevo Leo\u0301n, San Nicola\u0301s de los Garza, Me\u0301xico.
\nContacto: culf107168@uanl.edu.mx, jmartinezml@uanl.edu.mx<\/p>\n

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REFERENCIAS<\/h4>\n
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Bush, Karen, y Bradford, Patricia. (2016). Beta-Lactams and beta-Lactamase Inhibitors: An Overview, Cold Spring Harb Perspect Med<\/em>, 6(8),. https:\/\/doi.org\/10.1101\/cshperspect.a 025247<\/p>\n

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Hamilton-Miller, Jeremy. (2008). Development of the semi-synthetic penicillins and cephalosporins, Int J Antimicrob Agents<\/em>, 31(3), 189-192, https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.ijantimicag.2007.11.010<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Recibido: 24\/02\/2024 <\/strong>
\nAceptado: 28\/08\/2024<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Flora Cruz-Lo\u0301pez* ORCID: 0000-0002-5180-4178 Adria\u0301n Marti\u0301nez-Mele\u0301ndez* ORCID: 0000-0003-2936-1347 CIENCIA UANL \/ AN\u0303O 28, No.129, enero-febrero 2025 DOI: https:\/\/doi.org\/10.29105\/cienciauanl28.129-4 Descargar PDF RESUMEN La resistencia a los antimicrobianos es un grave problema mundial, ya que implica la pe\u0301rdida de la efectividad de los tratamientos contra enfermedades infecciosas. Con el descubrimiento de la penicilina se inicio\u0301 una e\u0301poca en la que se penso\u0301 […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":14122,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[27],"tags":[],"class_list":["post-14070","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-investigacion"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/14070","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=14070"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/14070\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":14201,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/14070\/revisions\/14201"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/14122"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=14070"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=14070"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=14070"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}