Armas potenciales en la guerra contra las bacterias
Los bacteriófagos, también conocidos como fagos, son una de las entidades biológicas más abundantes y diversas sobre la Tierra. Los fagos son virus que infectan específicamente a las bacterias, las cuales sirven como hospederos para que los fagos puedan replicarse y, con ello, producir nuevas partículas virales capaces de infectar a otras bacterias. Un aspecto muy interesante es que los fagos son muy específicos en cuanto a las bacterias que pueden infectar, ya que se han reportado fagos que infectan varias cepas de una especie, varias especies dentro de un mismo género o, incluso, especies de géneros diferentes.
Debido a esta especificidad en cuanto a las bacterias hospederas, en la actualidad los fagos han ganado gran relevancia como una alternativa prometedora para contender contra numerosas bacterias patógenas, en particular aquellas que presentan resistencia a varios antibióticos. Los fagos potencialmente podrían eliminar un grupo muy específico de bacterias patógenas, evitando los efectos dañinos ocasionados por la alteración de la microbiota, fenómeno que comúnmente ocurre durante el uso de antibióticos de amplio espectro en la clínica; dicha actividad lítica contra ciertos patógenos también puede explotarse en otros ámbitos como la inocuidad alimentaria, el biocontrol en la agricultura y la veterinaria, así como la eliminación de biopelículas bacterianas en la industria petrolera.
Además de su potencial como agentes antibacterianos, los fagos resultan sumamente interesantes, puesto que sus aplicaciones biotecnológicas son diversas: como partículas para el transporte de vacunas de ADN o proteínas, el diseño de sistemas de detección de bacterias específicas y en sistemas para la expresión de proteínas y anticuerpos, así como en el aprovechamiento de proteínas codificadas por estos virus. En este sentido, gracias a los avances de las tecnologías de secuenciación y a la disponibilidad de las bases de datos, el análisis de los genomas de los fagos ha permitido identificar genes con potencial biotecnológico, como las depolimerasas, enzimas que poseen una actividad degradadora sobre polisacáridos que se encuentran en las cápsulas que recubren las bacterias, facilitando con ello la infección del fago.
Diversos estudios han demostrado que las depolimerasas también pueden presentar una actividad importante en la eliminación de biopelículas, un tipo de matriz polimérica que producen las bacterias como una estrategia de sobrevivencia y que es crucial para fenómenos de colonización. En la clínica, las biopelículas representan un problema grave, ya que muchas bacterias patógenas las producen y les confieren una tolerancia a agentes antimicrobianos como los antibióticos, lo cual provoca severas infecciones crónicas que son difíciles de tratar en los pacientes. Bansal et al. (2015) demostraron que el uso de una depolimerasa incrementó la susceptibilidad de Klebsiella pneumoniae a la gentamicina en un modelo de biopelícula, sugiriendo que dichas enzimas pueden potenciar el efecto de los antibióticos cuando se utilizan en una terapia combinada.
Por tal razón, las depolimerasas representan elementos prometedores en el contexto de la terapia de fagos, ya que sus genes pueden clonarse para producir la proteína recombinante y aplicarse como adyuvante combinado con antibióticos o, incluso, introducir los genes de las depolimerasas en fagos por ingeniería genética, con el fin de potenciar su actividad antimicrobiana, diversificando con ello el arsenal para el control de bacterias no deseadas.
Lecturas recomendadas
- Haq IU, Chaudhry WN, Akhtar MN, Andleeb S, Qadri I. “Bacteriophages and their implications on future biotechnology: a review”. Virol J. 2012, Jan 10;9:9. doi: 10.1186/1743-422X-9-9.
- Pires DP, Oliveira H, Melo LD, Sillankorva S, Azeredo J. “Bacteriophage-encoded depolymerases: their diversity and biotechnological applications”. Appl Microbiol Biotechnol. 2016 Mar, 100(5):2141-51. doi: 10.1007/s00253-015-7247-0.
- Bansal S, Harjai K, Chhibber S. “Aeromonas punctata derived depolymerase improves susceptibility of Klebsiella pneumoniae biofilm to gentamicin”. BMC Microbiol. 2015 Jun 11;15:119. doi: 10.1186/s12866-015-0455-z.
Colaboración de María Claudia Villicaña Torres, cátedra Conacyt comisionada a la Coordinación Regional del CIAD en Culiacán.
