Las bacterias también se vacunan

Los virus atacan nuestro organismo y también pueden invadir a las bacterias. El tipo de virus que puede infectar a las bacterias se conoce como bacteriófago, del griego «que come bacterias». Los científicos llevan años investigando qué se puede aprender de estos organismos unicelulares para evitar o combatir las infecciones por bacteriófagos y aplicar esas estrategias en la salud humana.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Johns Hopkins (Baltimore, Estados Unidos) ha logrado arrojar luz sobre el proceso, mostrando que las bacterias extraen material genético de virus bacteriófagos debilitados y lo usan como una vacuna para activar la respuesta inmune que los neutraliza.

Los científicos aseguran que la bacteria Streptococcus pyogenes se aprovecha de una clase de bacteriófagos (o fagos) denominados fagos templados, que pueden matar células o bien permanecer en estado letárgico.

Las bacterias roban material genético de esos fagos cuando se encuentran en su fase inactiva y forman un recuerdo biológico de cómo es el invasor. Cuando la bacteria se multiplica, conserva ese recuerdo, de forma que sucesivas generaciones de bacterias pueden reconocer y eliminar el virus en el futuro.

Los experimentos que han mostrado este fenómeno se han dado a conocer en la revista Cell Host & Microbe, y ayudan a entender cómo las bacterias que causan enfermedades serias, tales como Staph y E. coli, expresan genes tóxicos de fagos inactivos, ha explicado Joshua Modell, profesor de biología molecular y genética en la faculta de medicina de dicha universidad. Según Modell, la pregunta que el equipo se hizo fue, «¿cómo ganan tiempo las bacterias para almacenar ese conocimiento antes de morir por la infección inicial causad por nuevos fagos templados?».

Según estos expertos, se sabe hace tiempo que las bacterias son capaces de emplear sistemas CRISPR para cortar ADN de los fagos y deshacerse de él. Los sistemas CRISPR de este tipo solamente destruyen el ADN que encaja en la memoria adquirida en una infección anterior, o bien almacenada en el genoma de la propia bacteria. Así, CRISPR funciona «como una grabadora» que documenta la lista de invasores on los que se encuentra una cepa concreta de bacterias.

Un sistema muy eficaz

En este trabajo se infectó a poblaciones de bacterias con fagos naturales inactivados o modificados genéticamente y activos por separado. Los resultados indican que el sistema es muy eficaz usando a los fagos inactivos para extraer partes de su código genético, pero no tanto si el fago no se encontraba en esa fase.

Después de aislar a las bacterias que sobrevivieron a la infección, catalogaron cientos de miles de nuevos recuerdos de ADN en su descendencia, lo cual contribuía a la inmunidad de los ejemplares. Los «recuerdos» se crearon durante la fase inactivada de los fagos, cuando no suponen una amenaza, han aclarado.

Nicholas Keith, miembro del equipo, ha comparado el proceso con el uso de virus atenuados para las vacunas: «Creemos que este es el motivo por el cual CRISPR (Cas9) tienen una relación única con este tipo de fago templado concreto». De cara al futuro, se han propuesto aprender más sobre estos sistemas para proteger a las bacterias cuando los virus no tienen una fase inactiva.

Modell ha añadido que este hallazgo podría aplicarse en enfermedades humanas, para neutralizar bacterias que son resistentes a los antibióticos.