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Descifran cómo los virus que atacan bacterias se adaptan para combatir infecciones resistentes

Estas bacterias cuentan con una especie de escudo externo que las protege

Un estudio del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas de Valencia (CSIC-UV) revela cómo ciertos virus evolucionan y se adaptan para infectar nuevas bacterias, algo que podría servir para crear terapias personalizadas frente a infecciones resistentes.

Las conclusiones se recogen en un estudio del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), centro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Valencia (UV).

El mismo revela cómo ciertos virus llamados fagos que solo infectan bacterias modifican algunas de sus proteínas y comparten fragmentos de su material genético para poder atravesar la capa protectora (cápsula) que rodea a muchas bacterias y les impide la entrada. Este hallazgo abre la puerta a diseñar terapias con fagos más eficaces contra infecciones provocadas por bacterias resistentes a antibióticos, según un comunicado del CSIC y la UV.

La investigación, liderada por Celia Ferriol-González y Pilar Domingo-Calap, desvela el mecanismo evolutivo que permite a los fagos (virus con interés terapéutico) infectar bacterias resistentes a varios antibióticos.

Los resultados de este estudio, publicado en PLOS Biology, abren nuevas vías para desarrollar terapias más eficaces frente a estas bacterias multirresistentes, en aumento.

Los fagos, también llamados bacteriófagos, infectan bacterias y las destruyen. Están presentes en todos los ecosistemas y son considerados una herramienta prometedora para combatir bacterias resistentes a los antibióticos.

Este trabajo analiza cómo se adaptan para atacar diferentes especies de bacterias del género Klebsiella, responsables de infecciones hospitalarias graves y con una gran resistencia a los antibióticos, por lo que figuran en la lista de patógenos prioritarios de la Organización Mundial de la Salud (OMS).

Estas bacterias cuentan con una especie de escudo externo que las protege, llamado cápsula, que varía mucho según la variante dentro de la misma especie (cepa) y actúa como barrera contra la entrada de los fagos y también limita la eficacia de los antibióticos.

Estudios previos del grupo de Virología Ambiental y Biomédica del I2SysBio, liderado por Pilar Domingo-Calap, demostraron en dos investigaciones que la mayoría de los fagos de Klebsiella dependen de la cápsula para poder atacar a las bacterias, infectando uno o pocos tipos capsulares generalmente.

Distintas estrategias

Para infectar, algunos fagos necesitan reconocer la cápsula de la bacteria. Los llamados fagos especialistas atacan sólo un tipo concreto de cápsula, mientras que los generalistas pueden infectar cepas con diferentes cápsulas.

Para su ataque, los fagos utilizan proteínas especializadas, llamadas de unión al receptor, que reconocen los receptores virales en la superficie de las bacterias.

Este estudio demuestra que estas proteínas son mucho más «flexibles» en los fagos generalistas, lo que les permite evolucionar rápidamente y atacar múltiples tipos capsulares. En cambio, los fagos especialistas tienen proteínas más rígidas, que limitan su capacidad de adaptación.

El estudio también demuestra que los fagos pueden recombinar partes de su genoma incluidas proteínas clave, lo que acelera su adaptación a la gran variedad de cápsulas que presentan las bacterias y les permite infectar nuevas cepas.

«La dificultad del ensayo fue seguir la evolución de distintos fagos en una misma comunidad viral y su adaptación a un entorno complejo con muchas bacterias y tipos de cápsula», explica Celia Ferriol-González, coautora del artículo.

Este hallazgo abre nuevas vías para terapias basadas en fagos contra infecciones resistentes, un problema creciente en salud pública.