Un estudio del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio, CSIC–Universitat de València) ha descubierto cómo ciertos virus que infectan exclusivamente bacterias —conocidos como fagos— modifican proteínas clave y comparten fragmentos de material genético para atravesar la cápsula protectora de bacterias clínicamente relevantes. El hallazgo abre nuevas posibilidades para el diseño de terapias basadas en fagos más eficaces contra infecciones provocadas por bacterias resistentes a los antibióticos, una amenaza en crecimiento.
La investigación, liderada por Celia Ferriol-González y la profesora Pilar Domingo-Calap, revela los mecanismos evolutivos que permiten a los fagos adaptarse para atacar bacterias multirresistentes del género Klebsiella, responsables de graves infecciones hospitalarias. Los resultados, publicados en PLOS Biology, ofrecen un avance significativo en el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas frente a estas bacterias, que solo en España causan la muerte de unas 35.000 personas cada año.
Fagos más flexibles para combatir bacterias multirresistentes
Los fagos o bacteriófagos están presentes en todos los ecosistemas y son considerados una alternativa prometedora frente a bacterias que ya no responden a antibióticos. Este estudio profundiza en cómo los fagos logran sortear la cápsula que protege a las bacterias Klebsiella, una barrera que dificulta tanto la acción de los antibióticos como la entrada de estos virus terapéuticos.
Las cápsulas varían entre cepas de una misma especie, generando múltiples combinaciones que pueden impedir la infección por fagos. Investigaciones previas del grupo de Virología Ambiental y Biomédica del I2SysBio ya habían demostrado que la mayoría de los fagos dependen de estas cápsulas para infectar, y que generalmente solo pueden atacar uno o pocos tipos capsulares.
En esta nueva investigación se profundiza en dos estrategias evolutivas clave:
- Proteínas de unión más flexibles: Los fagos generalistas poseen proteínas que reconocen múltiples receptores capsulares, permitiéndoles atacar cepas con cápsulas distintas.
- Recombinación genética: Los fagos pueden intercambiar partes de su genoma, incluyendo proteínas esenciales, acelerando así su adaptación a entornos con gran diversidad bacteriana.
«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», explicó Ferriol-González.
Hacia terapias personalizadas basadas en fagos
El estudio destaca la utilidad de estos mecanismos evolutivos para el diseño de tratamientos más eficaces y personalizados. “Comprender cómo evolucionan y se adaptan los fagos es fundamental para desarrollar terapias adaptadas a cada paciente”, señaló Ferriol-González.
Por su parte, Domingo-Calap destacó que estos hallazgos representan un avance hacia terapias de nueva generación: “Este estudio abre la puerta a aplicar evolución dirigida para optimizar proteínas de interés y ampliar el rango de acción de los fagos, tal como hemos demostrado”.
La investigación subraya que todavía queda mucho por descubrir sobre la interacción fago-bacteria y su impacto en entornos microbianos complejos. “Conocer estos mecanismos permitirá diseñar tratamientos más eficaces.
Desde nuestro grupo avanzamos desde la ciencia fundamental hasta la aplicación terapéutica, a través de nuestra spin-off, Evolving Therapeutics”, concluyó.
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