Bacteriófagos: estos virus «asesinos» transmiten genes de resistencia

Bacteriófagos, virus que matan bacterias.

Al igual que los animales y las plantas, las bacterias a veces se enfrentan a depredadores. Estos son virus llamados bacteriófagos o más simplemente fagos que los infectan y destruyen. Fueron descubiertos y sacados a la luz en 1915 por el inglés Frederick Twort (1877-1950) y en 1917 por el canadiense Félix d’Hérelle (1873-1949). Estos virus «come bacterias» se observaron por primera vez bajo un microscopio electrónico en 1940.

Los microbiólogos clasifican bacteriófagos en dos categorías principales. El primero incluye fagos líticos que penetran en el interior de la bacteria y secuestran la maquinaria celular para reproducir su material genético. Cuando se vuelven demasiado numerosos en la célula bacteriana, esta explota y muere, liberando cientos de nuevos fagos que pueden infectar a otras bacterias. El bacteriófago T4 es el ejemplo perfecto de un fago lítico.

Los fagos lisogénicos o templados como el fago Lambda son la otra gran familia de bacteriófagos. Entran en la bacteria pero no la destruyen. Lo utilizan como «rehén» y le otorgan propiedades especiales y siempre en su propio interés.

Durante mucho tiempo, los investigadores creyeron que la mayoría de los bacteriófagos solo infectan una variedad limitada de bacterias, o incluso una sola especie para ciertos tipos de fagos. Es, por tanto, por esta característica que los bacteriófagos se utilizaron mucho antes del descubrimiento de las bacterias para el tratamiento de enfermedades infecciosas. Esta terapia con fagos no está autorizada en Francia, pero se aplica ampliamente en muchos países de Europa del Este.

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Un descubrimiento que pone todo en duda

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Ilustración de cómo un bacteriófago inyecta su ADN (genoma) en la célula bacteriana.

El reciente estudio realizado en la Universidad Técnica de Zúrich cuestiona la especificidad de los bacteriófagos para una sola especie de bacteria. El equipo de científicos suizos descubrió que ciertos bacteriófagos, como los que atacan a las bacterias del género Staphylococcus, pueden infectar a varias especies bacterianas.

También descubrieron una nueva característica de los bacteriófagos. Matan a las bacterias, al menos a los fagos líticos, y también pueden transferir genes de resistencia a los antibióticos de una bacteria a otra. Este método de transferencia de genes de resistencia de una bacteria a otra por medio de un bacteriófago fue estudiado por el equipo de investigadores de estafilococos.

Cuando los fagos atacan a una bacteria, inyectan su material genético en la célula bacteriana, que luego es «obligada» a reproducir el genoma viral en múltiples copias. A veces, los genes de las bacterias, como los genes de resistencia, se insertan inadvertidamente en el genoma viral y también se copian. Cuando la bacteria estalla, arroja nuevos virus cuyo genoma contiene este gen de resistencia. Si uno de estos nuevos virus infecta a una nueva bacteria, transmite el gen de resistencia.

Los estafilococos son bacterias grampositivas con forma de concha, que incluyen cincuenta especies como Staphylococcus aureus, Staphylococcus intermedius, Staphylococcus pseudintermedius y Staphylococcus delphini. Estas bacterias son muy comunes y colonizan humanos y animales. También prevalecen en lagos y estanques de agua dulce, especialmente cuando la rotación de agua es baja.

El más conocido es sin duda Staphylococcus aureus, más conocido por el nombre francés de Staphylococcus aureus. Se encuentra de forma natural en nuestra piel o en nuestra nariz. En algunos casos, puede convertirse en un peligroso patógeno resistente a los antibióticos. Es, entre otras cosas, responsable de numerosas infecciones nosocomiales, contraídas en el hospital o en un centro de salud.

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Bacteriófagos de plantas de tratamiento de aguas residuales

Para su investigación, los científicos encontraron 94 especies de bacteriófagos estafilocócicos naturales en las aguas de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Probaron estos fagos en 117 cepas de bacterias para tratar de comprender el patrón de infección. Entre sus cepas, había 29 especies de estafilococos con o sin resistencia a los antibióticos.

Se dieron cuenta de que un bacteriófago infecta un promedio de cuatro especies diferentes de bacterias. Esta infección multiespecífica permite que un estafilococo en particular intercambie material genético con más de otras 17 bacterias de la misma familia.

Por otro lado, la tasa de frecuencia de transferencia de genes de resistencia entre bacterias a través de fagos sigue sin estar clara. De un fago a otro, la tasa de inserción de un gen de resistencia bacteriana en un fago puede variar de 1 por 100 partículas virales a 1 por 10 millones. Esto depende, entre otras cosas, del ciclo de vida del virus y de las enzimas utilizadas para empaquetar el material genético.

Sin embargo, este hallazgo no debe considerarse negativo. El hecho de que los bacteriófagos puedan infectar muchas especies de bacterias hace posible su uso para tratar patologías más infecciosas. Sin embargo, se debe tener cuidado al elegir fagos que tengan un mecanismo de propagación bien conocido y controlado.

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