VALÈNCIA, 2 de diciembre.

Un reciente estudio realizado por el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), en colaboración con el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV), ha descubierto que ciertos tipos de virus, conocidos como fagos, tienen la capacidad de alterar las proteínas de las bacterias que infectan y compartir fragmentos de su material genético. Este proceso les permite penetrar en la cápsula que protege a muchas bacterias, abriendo así nuevas posibilidades para crear tratamientos más eficaces contra infecciones causadas por bacterias resistentes a los antibióticos.

La investigación, dirigidada por las científicas Celia Ferriol-González y Pilar Domingo-Calap, ha evidenciado el mecanismo evolutivo que permite a los fagos infectar bacterias que son resistentes a múltiples antibióticos, de acuerdo a lo informado por el centro en un comunicado oficial.

La publicación de estos hallazgos en la revista 'PLOS Biology' señala un avance significativo en el desarrollo de nuevas terapias que puedan combatir las bacterias multirresistentes, que están en aumento a nivel mundial. Los fagos, o bacteriófagos, actúan específicamente sobre las bacterias, eliminándolas y se han constituido como una "herramienta prometedora" en la lucha contra este creciente problema de salud pública.

Este análisis se centra en cómo los fagos se adaptan para atacar diferentes cepas de bacterias del género Klebsiella, que son responsables de infecciones graves en entornos hospitalarios y poseen una notable resistencia a los antibióticos, lo que las sitúa entre los patógenos "prioritarios" según la Organización Mundial de la Salud (OMS).

Las bacterias en cuestión están dotadas de una cápsula externa que actúa como un escudo protector, variable entre diferentes cepas, y que no solo impide la entrada de fagos, sino que también limita la eficacia de los tratamientos antibióticos convencionales.

Estudios previos del equipo de Virología Ambiental y Biomédica del I2SysBio, encabezados por Pilar Domingo-Calap, habían demostrado que la mayoría de los fagos que atacan a Klebsiella dependen de esta cápsula para llevar a cabo su función, infectando generalmente un número restringido de tipos capsulares.

Para lograr la infección, algunos fagos deben reconocer la cápsula de la bacteria. Los fagos clasificados como especialistas atacan un tipo específico, mientras que los generalistas tienen la capacidad de infectar diferentes cepas. Utilizan proteínas especializadas, conocidas como de unión al receptor, que son vitales para reconocer los componentes virales en la superficie bacteriana.

El estudio revela que las proteínas de los fagos generalistas presentan una mayor "flexibilidad", permitiendo una rápida evolución y la capacidad de atacar múltiples tipos de cápsulas, a diferencia de los fagos especialistas que utilizan proteínas más rígidas, limitando su capacidad de adaptabilidad.

Además, se ha encontrado que los fagos son capaces de recombinar partes de su genoma, incluidas claves proteínas, lo cual acelera su adaptación a la diversidad de cápsulas presentes en las bacterias, facilitando la infección de nuevas cepas.

La coautora del estudio, Celia Ferriol-González, comentó sobre los retos que supuso seguir la evolución de diferentes fagos en una comunidad viral y su adaptación a un entorno complejo con diversas bacterias y tipos de cápsulas. Este hallazgo representa un avance en la búsqueda de terapias con fagos contra resistencias bacterianas, un creciente desafío para la salud pública.

Investigaciones sobre los fagos que atacan a Klebsiella son cruciales debido a la amenaza que representan estas bacterias en entornos clínicos. Entender su evolución y adaptación es esencial para el desarrollo de tratamientos más eficaces y personalizados para los pacientes, según la experta del I2SysBio.

El estudio confirma que la flexibilidad de ciertas proteínas y el intercambio genético entre fagos son mecanismo que pueden ser aplicados en el ámbito clínico. "Este trabajo representa un avance en la creación de tratamientos con fagos personalizados y abre la posibilidad de utilizar procesos de evolución dirigida para optimizar proteínas y ampliar el rango de acción, tal como hemos demostrado", indicó Pilar Domingo-Calap.

Finalmente, la investigación resalta que aún hay mucho por explorar en cuanto a la interacción entre fagos y bacterias y su efecto en entornos complejos. Si bien el uso de fagos como terapia está ganando popularidad, la comprensión de los mecanismos de interacción, así como de la evolución viral, es fundamental para el diseño de tratamientos más eficaces. Desde nuestro grupo, continuamos avanzando en este campo, desde la investigación básica hasta la aplicación terapéutica, a través de nuestra spin-off Evolving Therapeutics", concluyó.