Los virus podrían ser la solución a las bacterias resistentes a antibióticos

La Organización Mundial de la Salud (OMS) considera que los gérmenes multirresistentes (resistentes a más de un antibiótico o medicamento, ante los cuales antes eran vulnerables) son una de las mayores amenazas para la salud.

 

Solo en la Unión Europea, 33 000 personas mueren cada año como consecuencia de infecciones bacterianas que no pueden ser tratadas con antibióticos. Por tanto, se necesitan urgentemente tratamientos alternativos.

Los gérmenes multirresistentes son bacterias y microorganismos que han generado resistencia al tratamiento con antimicrobianos habituales. Se presentan habitualmente en infecciones relacionadas con la asistencia sanitaria como procedimientos y técnicas invasivas y asociadas a estados de inmunodeficiencia de los pacientes. Si el contagio se produce durante el ingreso hospitalario se denomina infección nosocomial.

Estas infecciones producen gran morbimortalidad en el paciente, agravar su patología de base y producen un gran incremento en los costes derivados de su diagnóstico, identificación y tratamiento así como una prolongación del tiempo de estancia del paciente.

Estos microorganismos pueden provenir de gérmenes que se encuentran normalmente en el tracto digestivo o en la piel de una persona pero que pueden tornarse multi resistentes después de recibir antibióticos. Los microorganismos multi resistentes se desarrollan cuando una persona recibe antibióticos durante más tiempo que el necesario o cuando estos se administran, aunque no se necesiten.

Los virus bacteriófagos, depredadores naturales de las bacterias, son una solución prometedora. Hay millones de tipos diferentes de estos virus en la Tierra, cada uno de los cuales está especializado en determinadas bacterias. En la naturaleza, los virus utilizan las bacterias para reproducirse; insertan su ADN en la bacteria, donde los virus se multiplican rápidamente. Al final acaban con la bacteria y pasan a infectar nuevas células bacterianas. Los bacteriófagos funcionan como un antibiótico específico al atacar y destruir un tipo concreto de bacteria.

Los bacteriófagos ofrecen un enorme potencial para terapias personalizadas y muy eficaces contra las enfermedades bacterianas infecciosas. Sin embargo, hasta hace poco, no era posible producir bacteriófagos de forma específica, repetible, segura y eficiente.

Ahora, el equipo de Gil Westmeyer, de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) en Alemania, ha desarrollado un nuevo método de producción controlada para obtener bacteriófagos de uso terapéutico.

“Los bacteriófagos son potentes agentes terapéuticos contra las bacterias de riesgo biológico, que desarrollan rápidamente resistencia a múltiples fármacos. Sin embargo, la administración rutinaria de la terapia con fagos se ve obstaculizada por la falta de producción rápida, bioingeniería segura y caracterización detallada de los fagos. Por lo tanto, demostramos una plataforma libre de células integral para la producción personalizada, la ingeniería transitoria y la caracterización proteómica de un amplio espectro de fagos” explica en el estudio Westmeyer.

La base para la nueva tecnología es una solución nutritiva especial en la que se forman y reproducen los bacteriófagos. La solución nutritiva consiste en un extracto de material de bacterias de la especie E. coli y no contiene células viables; esta es una diferencia fundamental con respecto a los anteriores métodos de producción de bacteriófagos, que tradicionalmente utilizaban cultivos celulares con cepas de bacterias potencialmente infecciosas.

Westmeyer y sus colegas han podido demostrar ahora la producción dirigida de bacteriófagos en la solución nutritiva sin células: El único componente necesario es el genoma (el ADN simple) de los virus deseados. El genoma contiene, por así decirlo, los planos íntegros para la construcción de los bacteriófagos.

Cuando el ADN es inyectado en la solución nutritiva que contiene los componentes moleculares y las enzimas de la bacteria E. coli, las proteínas se ensamblan de acuerdo con el proyecto: se generan miles de copias idénticas en pocos segundos. Este método de producción no solo es rápido y eficaz, sino también muy limpio: el proceso elimina la contaminación por toxinas bacterianas u otros bacteriófagos, que son una posible complicación en los cultivos celulares.

El equipo puso a prueba su técnica en el caso concreto de una persona con una infección cutánea por bacterias resistentes a los antibióticos. Usando una muestra de esas bacterias tomada del paciente, el equipo seleccionó un bacteriófago idóneo y aisló su ADN. El virus fue entonces producido en la solución nutritiva sin células y finalmente se utilizó para combatir con éxito a las bacterias multirresistentes.

“Al coexpresar factores del huésped adecuados, podríamos extender el rango de producción libre de células a los fagos que se dirigen a las bacterias grampositivas” señala Westmeyer. “Además, presentamos un método de ingeniería de fagos no genómico, que agrega funcionalidades para un solo ciclo de replicación. En resumen, esperamos que esta metodología libre de células fomente la ingeniería de fagos inversa y directa y la producción personalizada de bacteriófagos de grado clínico” concluye el investigador

Referencia:

Gil G. Westmeyer. et al. Cell-free production of personalized therapeutic phages targeting multidrug-resistant bacteria. Cell Chemical Biology. 2022. DOI:https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2022.06.003

 

Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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