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Científicos descubren el proceso para obtener virus buenos para destruir bacterias malas

Científicos descubren el proceso para obtener virus buenos para destruir bacterias malas

David Israel

Foto: Un modelo de bacteriófago.

Un nuevo estudio de la Universidad de Tel Aviv reveló un mecanismo mediante el cual los virus “buenos” pueden atacar los sistemas de las bacterias “malas”, destruirlas y bloquear su reproducción. Los investigadores demostraron que el virus “bueno” (bacteriófago o fago) puede bloquear el mecanismo de replicación del ADN de la bacteria sin dañar el propio, y observaron que la capacidad de distinguir entre uno mismo y los demás es crucial en la naturaleza. Explican que su descubrimiento revela un aspecto más fascinante de las relaciones mutuas entre bacterias y fagos y puede conducir a una mejor comprensión de los mecanismos bacterianos para evadir los fagos, así como las formas de usar los fagos para combatir las bacterias.

En 1896, Ernest Hanbury Hankin informó que algo en las aguas de los ríos Ganges y Yamuna en la India tenía una marcada acción antibacteriana contra el cólera y podía pasar a través de un filtro de porcelana muy fino. En 1915, el bacteriólogo británico Frederick Twort, superintendente de la Brown Institution de Londres, descubrió un pequeño agente que infectaba y mataba bacterias. Creía que el agente debía ser uno de los siguientes: una etapa en el ciclo de vida de la bacteria; una enzima producida por las propias bacterias; o un virus que creció y destruyó la bacteria.

La investigación de Twort se vio interrumpida por el inicio de la Primera Guerra Mundial, así como por la escasez de fondos y los descubrimientos de los antibióticos, esa cura milagrosa cuya vida útil está disminuyendo ante nuestros ojos en estos días con la explosión de bacterias resistentes a los antibióticos.

El nuevo estudio, publicado recientemente en PNAS – Proceedings of the National Academy of Sciences, fue dirigido por el profesor Udi Qimron, el Dr. Dor Salomon, el Dr. Tridib Mahata y Shahar. Molshanski-Mor de la Facultad de Medicina Sackler. Otros participantes incluyeron al Prof. Tal Pupko, Director de la Escuela Shmunis de Biomedicina e Investigación del Cáncer y también del nuevo Centro de Ciencia de Datos e Inteligencia Artificial; Dr. Oren Avram de la Facultad de Ciencias de la Vida George S. Wise; y el Dr. Ido Yosef, el Dr. Moran Goren, la Dra. Miriam Kohen-Manor y la Dra. Biswanath Jana de la Facultad de Medicina Sackler.

El profesor Qimron explica que la resistencia a los antibióticos de las bacterias es uno de los mayores desafíos que enfrentan los científicos en la actualidad. Una posible solución puede residir en una mayor investigación de la erradicación dirigida de bacterias por fagos “buenos”; a saber, comprender los mecanismos de los fagos para apoderarse de las bacterias como base para el desarrollo de nuevas herramientas para combatir los patógenos bacterianos.

Con esta intención en mente, el estudio actual reveló el mecanismo por el cual el fago toma el control de la bacteria. Los investigadores encontraron que una proteína de fago usa una proteína de reparación del ADN en la bacteria para cortar “astutamente” el ADN de la bacteria mientras se repara. Dado que el propio ADN del fago no necesita esta proteína de reparación específica, está protegido de este procedimiento de corte. De esta manera, el fago “bueno” hace tres cosas importantes: distingue entre su propio ADN y el de la bacteria, destruye el material genético de la bacteria y bloquea la propagación y división celular de la bacteria.

El profesor Qimron añade: “El fago aprovecha la necesidad de reparación del ADN bacteriano, mientras que el fago en sí no necesita este tipo específico de reparación. De esta forma, el fago destruye la bacteria sin sufrir ningún daño a sí mismo. La capacidad de distinguir entre uno mismo y los demás es de enorme importancia en la naturaleza y en diversas aplicaciones biológicas. Así, por ejemplo, todos los mecanismos antibióticos identifican y neutralizan bacterias únicamente, con un efecto mínimo sobre las células humanas. Otro ejemplo es nuestro sistema inmunológico, que está orientado hacia el máximo daño a factores extraños, con una mínima autolesión”.

Los investigadores descubrieron el proceso mediante la búsqueda de tipos de variantes bacterianas no afectadas por este mecanismo de fagos, aquellas que han desarrollado “inmunidad” a él. Esta investigación los llevó a los mecanismos bacterianos específicos afectados por la absorción de fagos. “Descubrimos que las variantes bacterianas ‘inmunes’ simplemente dejaron de reparar su ADN en formas que son vulnerables al ataque del fago, evadiendo así el mecanismo destructivo del fago. Al arrojar más luz sobre cómo los fagos atacan a las bacterias, nuestros hallazgos pueden servir como una herramienta en la batalla interminable contra las bacterias resistentes a los antibióticos”, concluye el Prof. Qimron.

El uso de fagos ha continuado desde el final de la Guerra Fría en Rusia, Asia Georgia y en otros lugares de Europa Central y Oriental. El primer ensayo clínico regulado, aleatorizado y doble ciego se informó en el Journal of Wound Care en junio de 2009, que evaluó la seguridad y eficacia de un cóctel de fagos para tratar las úlceras venosas infectadas de la pierna en pacientes humanos. La FDA aprobó el estudio como ensayo clínico de fase I. Los resultados del estudio demostraron la seguridad de la aplicación terapéutica de los fagos, pero no mostraron eficacia. Los autores explicaron que el uso de ciertos productos químicos que forman parte del cuidado estándar de las heridas (por ejemplo, lactoferrina o plata) puede haber interferido con la viabilidad de los fagos.

Poco después, en la revista Clinical Otolaryngology en agosto de 2009 se informó sobre otro ensayo clínico controlado en Europa Occidental (tratamiento de infecciones de oído causadas por Pseudomonas aeruginosa). El estudio concluye que las preparaciones de fagos eran seguras y eficaces para el tratamiento de infecciones crónicas de oído en humanos. Además, se han realizado numerosos ensayos clínicos en animales y otros ensayos clínicos experimentales que evalúan la eficacia de los fagos para diversas enfermedades, tales como quemaduras y heridas infectadas e infecciones pulmonares asociadas a la fibrosis quística.

(Jewish Press)

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