Actualizado 18/01/2017 08:39 CET

Un subconjunto de bacteriófagos, importantes en la transmisión de resistencia antimicrobiana

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MADRID, 18 Ene. (EUROPA PRESS) -

Investigadores han descubierto que un subconjunto de bacteriófagos, denominados "superpropagadores", podrían desempeñar un papel importante en la transmisión de resistencia antimicrobiana. La investigación, descrita en un artículo publicado esta semana en la revista 'mBio', proporciona una respuesta a una pregunta biológica de larga duración y puede ayudar a los científicos a seleccionar mejor bacteriófagos específicos para uso terapéutico.

"Nuestro trabajo sugiere que esos fagos 'superpropagadores' pueden ayudar a impulsar la evolución bacteriana en entornos naturales, pero no son adecuados para su uso en la medicina", afirma el autor principal del estudio, Eric Keen, estudiante graduado en la Universidad de Washington en St. Louis, Missouri, Estados Unidos, que llevó a cabo el proyecto en La Universidad de Miami en Coral Gables, Florida, Estados Unidos, y en el Instituto Nacional del Cáncer (NCI, por sus siglas en inglés), en Bethesda, Maryland, Estados Unidos.

"Creemos que nuestros descubrimientos son algo de lo que los clínicos y los investigadores deben ser conscientes porque los diferentes fagos parecen diseminar genes de resistencia a los antibióticos a diferentes ritmos. Obviamente, no queremos estar diseñando terapias utilizando fagos que son eficientes en la propagación de los genes de resistencia a los antibióticos a través de una comunidad bacteriana", explica.

Los bacteriófagos, virus que infectan las bacterias, son los microorganismos más numerosos del planeta. Matan a un gran número de bacterias en ambientes naturales, y en algunos países, como Georgia y Polonia, se han utilizado bacteriófagos para tratar infecciones bacterianas. Con el aumento de la resistencia a los antimicrobianos, se ha renovado el interés en el uso de la terapia de bacteriófagos en Estados Unidos y Europa.

Aunque los científicos han sabido que muchas bacterias transportan plásmidos, elementos de ADN extracromosómicos que con frecuencia codifican resistencia a los antibióticos, nadie había estudiado previamente qué sucede con estos plásmidos cuando un bacteriófago invasor golpea una célula bacteriana. "No se ha sabido si los plásmidos se destruyen durante la infección de fagos o se liberan intactos en la lisis de los fagos, con lo que su resistencia codificada podría ser adquirida por otras bacterias", señala Keen.

UNA TRANSFERENCIA HASTA 50 VECES SUPERIOR

Para resolver esta brecha de conocimiento, investigadores de la Universidad de Miami y el NCI reunieron una biblioteca de fagos ambientales aislados de muestras ambientales, incluyendo muestras de suelo de Maryland y agua de canal en Florida. Infectaron cepas de 'Escherichia coli' resistentes al antibiótico ampicilina con 20 cepas de fago diferentes y luego midieron la cantidad de ADN plasmídico liberado intacto tras la lisis del fago.

Los investigadores descubrieron que dos de los 20 bacteriófagos promovieron la transferencia de plásmidos 50 veces superior a la observada con los otros 18 fagos y que estos dos fagos fueron capaces de liberar de manera eficiente varios plásmidos distintos, cada uno de los cuales portaba un gen diferente de resistencia a los antibióticos.

Los autores de este trabajo llamaron a estos dos bacteriófagos SUSP1 y SUSP2, abreviatura de 'superspreader' (superpropagador). "Pusimos ese nombre porque pensábamos que lo que estábamos viendo era evocador de un fenómeno en la epidemiología en el cual se produce una transmisión excesiva por un porcentaje relativamente pequeño de la población total", detalla Keen.

Experimentos adicionales demostraron que SUSP2 estimuló la transferencia de resistencia a antibióticos a comunidades de bacterias del suelo de Maryland y Wyoming. Añadir SUSP2 a cocultivos de bacterias 'E. Coli' resistentes a kanamicina y 'Bacillus' susceptible a kanamicina llevó a bacterias 'Bacillus' aproximadamente 1.000 veces más resistentes a kanamicina que las que surgieron en controles libres de fagos, lo que sugiere que este fago podría transferir genes de resistencia a antibióticos a bacterias además de 'E. Coli' y en condiciones más naturales.

Los investigadores caracterizaron la biología de los dos fagos utilizando microscopía electrónica y secuenciación del genoma. "Sobre la base de nuestro trabajo con una serie de diferentes fagos mutantes bien caracterizados, la hipótesis es que la razón por la que estos dos fagos son especiales es porque carecen de endonucleasas hidrolíticas, que otros fagos utilizan para cortar el ADN muy eficientemente durante la infección -detalla Keen--. Creemos que los 'superpropagadores' carecen de estas enzimas y, como resultado, el ADN sobrevive a su infección básicamente intacto".

Este experto dice que los investigadores deben alejarse de los 'superpropagadores' al diseñar terapias de bacteriófagos, señalando que la mayoría de los fagos probados eran mucho menos eficientes en la promoción de la transferencia de resistencia a los antibióticos. A su juicio, en el futuro, la investigación deberá centrarse en una evaluación más completa de los mecanismos subyacentes específicos de los 'superedifusores' y una evaluación de la prevalencia del fenómeno en entornos naturales, incluso en el cuerpo humano.