Los virus que infectan y matan bacterias, llamados fagos, son prometedores como nuevos tipos de tratamiento para infecciones peligrosas, incluidas cepas que se han vuelto resistentes a los antibióticos. Sin embargo, los virólogos saben poco sobre cómo persisten los fagos en las poblaciones de células bacterianas que infectan, lo que dificulta el desarrollo de terapias con fagos.

Un nuevo estudio internacional ofrece la primera evidencia de que una sola especie bacteriana, huésped de un fago, puede mantener una comunidad diversa de especies de fagos que compiten entre sí; el estudio mostró que varias especies de fagos coexisten de manera estable en una población de una cepa genéticamente uniforme de ‘E. coli’, una especie bacteriana que coloniza el intestino humano e incluye versiones que causan enfermedades.

Tal y como publica la revista ‘Science’, en este nuevo trabajo los investigadores, dirigidos por investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, la Universidad de Yale (ambas en Estados Unidos) y Oxford (Reino Unido), descubrieron que, a pesar de la competencia entre los virus, las diferentes especies de fagos preferían células de crecimiento más lento o más rápido que aparecían aleatoriamente en la población.

De esta manera, cada especie de fago podía encontrar un nicho separado en el mismo huésped, lo que conducía a una coexistencia estable. La falta de acceso local a los nutrientes (inanición), por ejemplo, puede ralentizar el crecimiento de algunas células para preservar los recursos escasos. En el estudio actual, dos especies de fagos, denominadas N y S, coexistieron porque N era más apta para sobrevivir en células bacterianas de crecimiento rápido, mientras que el fago S era mejor en células de crecimiento lento.

Los diseñadores de terapias con fagos esperan evitar el problema del tratamiento con antibióticos, en el que un determinado fármaco mata las bacterias pero deja viva la fracción que, por casualidad, es la más resistente al mecanismo de acción de ese fármaco. Estos supervivientes son una preocupación importante porque se han vuelto resistentes a los tratamientos disponibles.

«Saber cómo más de un tipo de fago puede sobrevivir a lo largo del tiempo en una sola bacteria podría ayudar a diseñar cócteles de fagos de próxima generación», declara la primera autora del estudio, Nora Pyenson investigadora postdoctoral en el Instituto de Genética de Sistemas en NYU Langone Health.

«Por ejemplo, cada especie de fago podría atacar a la bacteria en una parte diferente de su ciclo de vida y permitir que toda la población muera antes de que se desarrolle resistencia al tratamiento. Todavía no hay terapias con fagos que se hayan convertido en tratamientos estándar para las infecciones bacterianas, ya sea porque en intentos anteriores un solo fago no mató todas las bacterias objetivo o porque las bacterias evolucionaron para ser resistentes, de manera similar a la evolución de la resistencia a los antibióticos».

Los laboratorios ya están probando tratamientos con fagos como alternativa a los antibióticos. Un coautor del artículo actual, Paul Turner, de la Universidad de Yale, por ejemplo, dirige un ensayo clínico que utiliza fagos contra la especie Pseudomonas aeruginosa , que puede contribuir a una inflamación grave en los pulmones de pacientes con fibrosis quística. El laboratorio del doctor Schluter está estudiando el papel de los fagos en el ecosistema intestinal de humanos y ratones que podría dar forma a futuras terapias para infecciones como la Salmonella . Un objetivo principal es anticipar el impacto de la administración de fagos y diseñar terapias con fagos que, a diferencia de las versiones actuales que deben adaptarse a un solo paciente, funcionen universalmente en muchos pacientes.

El equipo de investigación actual puso a prueba experimentalmente la suposición, sostenida durante mucho tiempo, de que la diversidad genética de las bacterias limita la diversidad de especies virales. Esto llevó a la expectativa de que un tipo de fago superaría a todos los demás para ser el único sobreviviente. Sin embargo, al igual que los organismos multicelulares albergan una amplia gama de especies bacterianas dentro de su microbioma, los nuevos resultados muestran que una sola cepa bacteriana puede, por sí misma, albergar una comunidad diversa de especies de fagos.

«Nuestro estudio contribuye al floreciente campo del estudio de la vida social de los virus», añade el doctor Pyenson. «A menudo pensamos en los virus únicamente en términos de su impacto en el huésped, pero también existen en el contexto de otras especies virales. Estas comunidades de fagos muestran cómo surge la diversidad incluso entre los elementos más simples de la biología».

«Este trabajo representa un cambio en nuestra comprensión de la ecología de los fagos», destaca el doctor Schluter, también profesor del Departamento de Microbiología de NYU Langone. «Gracias al trabajo de Nora, que llevó a cabo durante una pandemia y en cuatro laboratorios, ahora podemos comenzar a comprender la evolución de los fagos cuando están en comunidad con diversas especies virales y cómo esto determina su papel en la salud y la enfermedad».

Fuente: infosalus.com