Un estudio realizado por el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de Valencia (UV), ha descubierto cómo ciertos virus conocidos como fagos, que solo infectan bacterias, alteran algunas de sus proteínas y comparten fragmentos de su material genético para penetrar la cápsula protectora que rodea a muchas bacterias, haciéndolas resistentes a la infección. Este avance abre nuevas posibilidades para desarrollar terapias más eficaces con fagos contra infecciones ocasionadas por bacterias resistentes a los antibióticos.
La investigación, encabezada por Celia Ferriol-González y Pilar Domingo-Calap, ha identificado el mecanismo evolutivo que permite a los fagos infectar bacterias resistentes a varios antibióticos. Los resultados, publicados en ‘PLOS Biology’, sugieren nuevas estrategias para combatir bacterias multirresistentes. Los fagos, también conocidos como bacteriófagos, son virus que infectan y destruyen bacterias y se consideran una herramienta prometedora para luchar contra las bacterias resistentes.
Este trabajo se centra en cómo estos virus pueden adaptarse para atacar distintas especies de bacterias del género Klebsiella, culpables de infecciones hospitalarias graves y altamente resistentes a los antibióticos, clasificadas como “prioritarias” por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Las bacterias de este tipo poseen una cápsula que actúa como escudo, variando mucho entre cepas, y que limita tanto la eficacia de los fagos como la de los antibióticos.
Investigaciones anteriores del grupo de Virología Ambiental y Biomédica del I2SysBio, liderado por Pilar Domingo-Calap, demostraron que la mayoría de los fagos de Klebsiella dependen de la cápsula para atacar a las bacterias, generalmente infectando uno o pocos tipos capsulares.
Para infectar, algunos fagos deben reconocer la cápsula bacteriana. Los fagos especialistas se enfocan en un tipo específico de cápsula, mientras que los generalistas pueden infectar cepas con distintas cápsulas. Usan proteínas especializadas de unión al receptor para identificar los receptores virales en la superficie de las bacterias.
El estudio revela que las proteínas de unión al receptor son más flexibles en los fagos generalistas, permitiéndoles evolucionar rápidamente y atacar diversos tipos capsulares. Por otro lado, los fagos especialistas poseen proteínas más rígidas, limitando su capacidad adaptativa. Asimismo, se ha demostrado que los fagos pueden recombinar partes de su genoma, lo que acelera su adaptación a las diversas cápsulas bacterianas y les permite infectar nuevas cepas.
Celia Ferriol-González, coautora del artículo, destacó la complejidad del estudio que siguió la evolución de distintos fagos en una misma comunidad viral y su adaptación a un entorno diverso con muchas bacterias y tipos de cápsula. Este descubrimiento abre caminos para crear terapias con fagos para infecciones resistentes, una preocupación creciente en salud pública.
“Los fagos que infectan Klebsiella son de gran interés debido a la amenaza que representa esta bacteria en entornos clínicos. Comprender su evolución y adaptación es crucial para desarrollar terapias basadas en fagos más eficaces y personalizadas”, afirmó la investigadora del I2SysBio. El estudio señala que la flexibilidad de ciertas proteínas y el intercambio genético entre fagos podrían aprovecharse en aplicaciones clínicas.
La investigación resalta que aún queda mucho por descubrir sobre la interacción entre fagos y bacterias y su impacto en entornos complejos. “Aunque el uso de fagos como terapia está en aumento, todavía hay mucho por entender. Conocer los mecanismos de interacción fago-bacteria y la forma en que estas interacciones afectan a las comunidades microbianas permitirá diseñar tratamientos más eficaces. Desde nuestro grupo seguimos avanzando, desde la ciencia fundamental hasta la aplicación terapéutica, a través de nuestra spin-off Evolving Therapeutics”, concluyó Pilar Domingo-Calap.
