Un reciente estudio del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio, CSIC–Universitat de València) ha revelado cómo ciertos virus que infectan bacterias –conocidos como fagos– modifican sus proteínas y comparten material genético para superar la protección que ofrecen las bacterias de relevancia clínica. Este descubrimiento abre nuevas vías para el desarrollo de terapias con fagos más efectivas contra infecciones causadas por bacterias resistentes a los antibióticos, un problema de salud pública en constante aumento.
La investigación, liderada por Celia Ferriol-González y la profesora Pilar Domingo-Calap, identifica los mecanismos evolutivos que permiten a los fagos adaptarse para atacar bacterias multirresistentes del género Klebsiella, las cuales son responsables de graves infecciones hospitalarias. Los resultados, publicados en la revista PLOS Biology, representan un avance significativo en la búsqueda de nuevas estrategias terapéuticas contra estas bacterias, que en España se estima causan alrededor de 35.000 muertes anuales.
Fagos más flexibles para combatir bacterias multirresistentes
Los fagos, presentes en todos los ecosistemas, se consideran una alternativa prometedora ante las bacterias que ya no responden a los antibióticos. Este estudio profundiza en cómo los fagos logran sortear la cápsula protectora de las bacterias Klebsiella, una barrera que dificulta tanto la acción de los antibióticos como la entrada de estos virus terapéuticos.
La composición de estas cápsulas varía entre las diferentes cepas de una misma especie, creando múltiples combinaciones que pueden impedir la infección por fagos. Investigaciones anteriores 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 a unos pocos tipos capsulares.
La nueva investigación se centra en dos estrategias evolutivas clave:
- Proteínas de unión más flexibles: Los fagos generalistas poseen proteínas capaces de reconocer múltiples receptores capsulares, lo que les permite atacar cepas con diferentes tipos de cápsulas.
- Recombinación genética: Los fagos pueden intercambiar fragmentos de su genoma, incluyendo proteínas esenciales, acelerando así su adaptación a entornos con una gran diversidad de bacterias.
«El principal desafío del estudio fue rastrear la evolución de diferentes fagos en una misma comunidad viral y su adaptación a un entorno complejo con numerosas bacterias y tipos de cápsula», explicó Ferriol-González.
Hacia terapias personalizadas basadas en fagos
El estudio resalta la importancia 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 las necesidades de cada paciente”, señaló Ferriol-González.
Domingo-Calap destacó que estos hallazgos representan un paso adelante hacia terapias de nueva generación: “Este estudio abre la posibilidad de aplicar la evolución dirigida para optimizar proteínas de interés y ampliar el rango de acción de los fagos, tal como hemos demostrado”.
La investigación subraya que aún queda mucho por descubrir sobre la interacción entre fagos y bacterias y su impacto en entornos microbianos complejos. “Conocer estos mecanismos nos permitirá diseñar tratamientos más eficaces”, concluyeron las investigadoras.
El grupo de investigación continúa avanzando desde la ciencia fundamental hasta la aplicación terapéutica a través de su spin-off, Evolving Therapeutics.
