Una nueva investigación ha dado un paso más hacia el aprovechamiento de los virus para combatir la infección bacteriana, colaborando de esta manera en reducir la amenaza de la resistencia a los antibióticos, según publican sus autores en la revista ‘Cell Host & Microbe’.
Un número cada vez mayor de infecciones, como la neumonía, la tuberculosis, la gonorrea y la salmonelosis, están desarrollando resistencia a los antibióticos, lo que significa que son cada vez más difíciles de tratar, lo que se traduce en mayores tasas de mortalidad, estancias hospitalarias más largas y costes más elevados.
La terapia de fagos es el concepto de usar virus inofensivos para los humanos para matar bacterias. Esta terapia con fagos puede utilizarse en combinación con antibióticos para curar las infecciones de forma más eficaz y reducir la posibilidad de que las bacterias desarrollen resistencia a los antibióticos. Sin embargo, las bacterias también pueden desarrollar resistencia a los fagos.
El nuevo estudio de la Universidad de Exeter, en Reino Unido, ha arrojado nueva luz sobre cómo combinar mejor los antibióticos y la terapia con fagos.
Los investigadores realizaron experimentos de laboratorio con ‘Pseudomonas aeruginosa’, una bacteria que causa enfermedades en pacientes inmunodeprimidos y con fibrosis quística. Expusieron a la bacteria a ocho tipos de antibióticos y descubrieron diferencias en los mecanismos por los que las bacterias desarrollan resistencia a los fagos, lo que afecta a su nocividad.
Sistema de defensa bacteriano
Los virus penetran en las moléculas de la superficie celular para infectar a las bacterias. Al igual que el sistema inmunitario humano, las bacterias tienen su propio sistema de defensa CRISPR, formado por proteínas que combaten la infección. Al igual que en las respuestas inmunitarias humanas, esto significa que el virus infecta a la bacteria y luego la mata. En el proceso, el sistema CRISPR de la bacteria aprende a reconocer y atacar al virus en el futuro.
Sin embargo, las bacterias tienen una segunda opción de defensa. También pueden cambiar su propia superficie celular para evitar la infección, perdiendo el receptor al que normalmente se adhieren los fagos. Esta opción tiene un coste para las bacterias: se vuelven menos virulentas, lo que significa que ya no causan la enfermedad, o la enfermedad se vuelve menos grave.
En el estudio, cuatro de los ocho antibióticos probados provocaron un aumento espectacular de los niveles de inmunidad basados en CRISPR. Todos estos antibióticos son bacteriostáticos, es decir, no matan directamente a las células, sino que actúan ralentizando su crecimiento.
El profesor Edze Westra, de la Universidad de Exeter, recuerda que «la resistencia a los antibióticos es un problema de salud pública de primer orden, por lo que debemos tomar medidas rápidas y urgentes. La terapia con fagos podría ser una parte importante del conjunto de herramientas para reducir el uso de antibióticos y utilizarlos en combinación para aumentar su eficacia».
«Hemos comprobado que al cambiar el tipo de antibióticos que se utilizan en combinación con los fagos, podemos manipular la forma en que las bacterias evolucionan la resistencia a los fagos, aumentando las posibilidades de que el tratamiento sea eficaz –explica–. Estos efectos deberían tenerse en cuenta durante la terapia combinada de fagos y antibióticos, dadas sus importantes consecuencias para la virulencia de los patógenos».
La investigación con fagos vuelve a cobrar impulso
La terapia con fagos se utilizó por primera vez en 1919, cuando el microbiólogo parisino Félix d’Hérelle administró un cóctel de fagos a un niño de 12 años, que aparentemente curó su grave disentería. Sin embargo, a pesar de las promesas iniciales, la investigación se agotó en los años 40 cuando el mundo empezó a adoptar la solución médica rápida de los antibióticos.
Ahora, la investigación vuelve a cobrar impulso como parte de la solución para reducir la resistencia a los antibióticos. Aunque se trata de una alternativa prometedora, con algunos estudios de casos notables sobre el funcionamiento de la terapia con fagos en individuos, un obstáculo para su uso generalizado es que las bacterias pueden desarrollar rápidamente resistencia a los fagos, a través de la inmunidad CRISPR-Cas o mediante la modificación de su superficie.
Los investigadores demuestran que el efecto de los antibióticos bacteriostáticos que desencadenan la inmunidad CRISPR-Cas se debe a que la replicación de los fagos en el interior de la célula es más lenta, lo que proporciona más tiempo para que el sistema CRISPR-Cas adquiera inmunidad y elimine la infección por fagos. La investigación identifica, por tanto, la velocidad de replicación de los fagos como un factor crucial que controla la posibilidad de que los sistemas CRISPR-Cas se defiendan contra los virus.
La autora principal, la doctora Tatiana Dimitiru, de la Universidad de Exeter, resalta que «este estudio proporciona una visión fundamental de las limitaciones de los sistemas inmunitarios CRISPR frente a los virus. Recientemente se descubrió que muchos sistemas inmunitarios CRISPR-Cas están asociados a respuestas celulares que hacen que las bacterias ralenticen o detengan su crecimiento ante la infección por fagos, y especulamos que esto puede ser importante para que las células desencadenen una respuesta inmunitaria eficaz», añade.
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