Un estudio del CSIC y la Universitat de Valencia identifica la evolución de ciertos virus para infectar nuevas bacterias
Valencia, 2 Dic. –
Un reciente análisis llevado a cabo por el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), vinculado al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de Valencia (UV), ha esclarecido el proceso mediante el cual ciertos virus, denominados fagos, se adaptan para infectar bacterias. Los fagos modifican sus proteínas y comparten fragmentos de material genético para atravesar la cápsula protectora que muchas bacterias poseen, lo que frecuentemente les dificulta la entrada. Este descubrimiento es fundamental para el desarrollo de terapias basadas en fagos contra infecciones bacterianas resistentes a antibióticos.
El estudio, dirigido por Celia Ferriol-González y Pilar Domingo-Calap, detalla el mecanismo evolutivo que permite a los fagos infectar bacterias resistentes a múltiples antibióticos. Según el comunicado del centro, los resultados, publicados en ‘PLOS Biology’, podrían allanar el camino hacia terapias más eficaces contra estas bacterias multirresistentes, un problema sanitario en aumento. Los fagos, que destruyen las bacterias al infectarlas, se encuentran en todos los ecosistemas y son consideradas herramientas prometedoras frente a las bacterias resistentes a antibióticos.
La investigación evaluó la capacidad de adaptación de los fagos para atacar distintas especies del género bacteriano Klebsiella. Estas bacterias son responsables de serias infecciones hospitalarias y muestran una significativa resistencia a los antibióticos, figuran entre los patógenos prioritarios de la Organización Mundial de la Salud (OMS). La cápsula que rodea a estas bacterias actúa como un escudo que limita tanto la eficacia de los antibióticos como la acción de los fagos.
Estudios anteriores del grupo de Virología Ambiental y Biomédica del I2SysBio, liderado por Domingo-Calap, demostraron que la mayoría de los fagos que atacan a Klebsiella dependen de su cápsula. Generalmente, infectan uno o pocos tipos capsulares.
DIVERSAS ESTRATEGIAS
Algunos fagos requieren reconocer la cápsula bacteriana antes de infectarla. Los fagos especializados se enfocan en un tipo particular de cápsula, mientras que los generalistas pueden abordar cepas con cápsulas diversas. Para ello, emplean proteínas de unión al receptor, que identifican los receptores virales en la superficie bacteriana. Según el estudio, estas proteínas presentan mayor flexibilidad en los fagos generalistas, lo que les permite evolucionar ágilmente y atacar múltiples tipos capsulares. En cambio, los fagos especializados poseen proteínas más rígidas, limitando sus capacidades de adaptación.
La investigación también revela que los fagos pueden recombinar segmentos de su genoma, acelerando su adaptación a la diversidad capsular de las bacterias y permitiendo que infecten nuevas cepas. “El desafío fue seguir la evolución de distintos fagos en una comunidad viral compleja”, explicó Ferriol-González, coautora del estudio. Este hallazgo ofrece nuevas oportunidades para terapias basadas en fagos que aborden infecciones resistentes, una preocupación creciente en salud pública.
TRATAMIENTOS MÁS EFICACES
Los fagos que infectan Klebsiella son de gran interés por los riesgos que estas bacterias suponen en contextos clínicos. Comprender su evolución y adaptación es crucial para desarrollar tratamientos fagoterapéuticos más eficaces y personalizados. Esta investigación confirma que la flexibilidad proteica y el intercambio genético entre fagos son mecanismos potencialmente útiles para aplicaciones clínicas. Domingo-Calap resaltó que el estudio es un avance hacia el diseño de terapias personalizadas y sugiere la posibilidad de emplear evolución dirigida para optimizar proteínas y expandir el rango de acción de los tratamientos fagoterapéuticos.
Pese a los avances, queda camino por recorrer en la comprensión de la interacción fago-bacteria y su efecto en ecosistemas complejos. “El uso de fagos como terapia está en auge, pero aún hay mucho por descubrir. Conocer los mecanismos de interacción y adaptación permitirá tratamientos más eficaces”, concluyó Domingo-Calap, aludiendo al trabajo avanzado desde la spin-off Evolving Therapeutics.
