La resistencia a los antibióticos es uno de los mayores desafíos que enfrenta la humanidad, una amenaza que podría condenarnos a la desaparición. Ante esta crisis, la ciencia busca constantemente nuevos tratamientos y promueve el uso responsable de los fármacos. Y ahora, un nuevo camino de investigación ha surgido en un lugar inesperado: el espacio.
El estudio. Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison han publicado en PLOS Biology los resultados de un experimento realizado a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS). El estudio demuestra que la ausencia de gravedad no solo altera el comportamiento celular, sino que también acelera procesos evolutivos que serían improbables en la Tierra.
La investigación se centra en el fago T7, un virus capaz de infectar y matar bacterias. Se ha observado que, en el espacio, este virus desarrolló mutaciones genéticas que probablemente no habrían ocurrido en nuestro planeta. Estas mutaciones le permitieron atacar a una bacteria específica contra la que, en la Tierra, era impensable que pudiera ser efectivo.
Una biología cambiante. En la Tierra, los biólogos saben que un virus puede infectar y destruir una bacteria. Sin embargo, la interacción entre ambos en un medio líquido se ve facilitada por la gravedad, un factor clave para que puedan colisionar.
En la Estación Espacial Internacional, estas fuerzas desaparecen. El movimiento de las partículas se reduce casi exclusivamente a la difusión browniana, es decir, el movimiento aleatorio. Este fenómeno tuvo un gran impacto en la cinética de la infección.
Lo que pasó. Inicialmente, se observó que la capacidad de la bacteria para dividirse y reproducirse se redujo, aumentando el tiempo necesario hasta las cuatro horas y dificultando el encuentro entre el virus y la bacteria. No obstante, tras 23 días de cultivo en la ISS, la infección tuvo éxito.
De esta manera, la población viral no solo superó a la bacteriana, sino que la presión selectiva del entorno obligó al virus a optimizar sus mecanismos de ataque a través de diversas mutaciones.
Ingeniería genética. Al analizar el ADN de los virus que regresaron del espacio, el equipo de investigación descubrió la evolución que había tenido lugar. Se observó que el virus había mutado en un tiempo récord en genes clave, como el que utiliza para sintetizar las “patas” con las que se ancla a una bacteria.
Lo más relevante es que estas mutaciones no fueron aleatorias, sino una respuesta directa a la menor frecuencia de contactos. Al tener menos oportunidades de colisionar con una bacteria debido a su menor replicación, el virus evolucionó para ser más eficiente en la adsorción (el proceso de adhesión a la superficie celular) una vez que lograba el contacto.
Por su parte, la bacteria E. coli también respondió al estrés ambiental. Los análisis revelaron mutaciones en los genes mlaA y hldE, encargados de mantener la integridad de la membrana externa y la síntesis de lipopolisacáridos. Esto sugiere que las bacterias intentaron “blindar” su superficie para resistir la microgravedad y evitar la entrada del fago, dando lugar a una carrera armamentística molecular diferente a la que ocurre en la Tierra.
Su importancia. Los investigadores utilizaron variantes del virus evolucionadas en el espacio y las enfrentaron en la Tierra contra cepas de E. coli uropatogénicas que habían desarrollado resistencia al fago T7 original. El resultado fue sorprendente: los virus mutados lograron matar a estas bacterias resistentes.
Esto sugiere que la microgravedad permite explorar un “paisaje adaptativo” inaccesible en la Tierra. Mientras que en nuestro planeta la evolución empuja a los fagos por caminos ya conocidos, las condiciones extremas del espacio les obligan a desbloquear rutas genéticas alternativas que desconocíamos hasta ahora.
Un nuevo modelo. Este descubrimiento valida una hipótesis que ha ido tomando forma en la astrobiología y la biotecnología: el espacio no es solo un lugar de observación, sino un entorno de fabricación único.
Si podemos utilizar la ISS, o las futuras estaciones espaciales comerciales, como incubadoras para dirigir la evolución de bacteriófagos, podríamos generar una biblioteca de virus terapéuticos capaces de vencer a las superbacterias que amenazan actualmente los sistemas de salud globales. No se trata de ingeniería genética artificial, sino de utilizar la evolución dirigida en un entorno donde las reglas físicas favorecen la aparición de rasgos biológicos excepcionales.
