Uso de fagoterapia en el tratamiento de bacterias resistentes

Hoy quiero hablaros de una noticia que ha estado en los medios de comunicación de todo el mundo hace unas semanas. La curación de una niña de 15 años afectada por una bacteria resistente a los antibióticos gracias a la fagoterapia, administrada en el Hospital Great Ormond Street de Londres por la doctora Helen Spencer. A esta niña le administraron, más concretamente, bacteriófagos que habían sido modificados genéticamente en el laboratorio del Profesor Graham Hatfull de la Universidad de Pittsburgh. Estos bacteriófagos fueron capaces de eliminar la bacteria que le estaba causando la infección y que podía matarla. El trabajo científico detrás de la noticia se ha publicado recientemente en Nature Medicine.

EMPECEMOS POR EL PRINCIPIO; ¿QUÉ SON LOS BACTERIÓFAGOS?

Los bacteriófagos, o fagos, son virus que infectan a bacterias. Se descubrieron a principios del siglo XX, gracias a los trabajos de dos microbiólogos: Frederick Twort y Félix d’Herelle. Ambos observaron la existencia de un invisible antagonista microbiano que infectaba y mataba a las bacterias, postulando que podría tratarse de un virus. El nombre viene de juntar la palabra bacteria con la palabra griega fago (“que come”). Por lo que literalmente los fagos son devoradores de bacterias.

Los fagos están formados por un material genético, la mayoría de las veces ADN de doble cadena, protegido por una envuelta proteica que se denomina cápsida. Los fagos habitualmente tienen también una cola, formada igualmente por proteínas con la que interaccionan con la bacteria y a través de la cual le inyectan su DNA para empezar el ciclo de infección.

Tras la infección, el fago se multiplica dentro de la bacteria, generando nuevas cápsidas virales. Al final del ciclo la bacteria explota, gracias a la acción de enzimas fágicos, y los nuevos virus se liberan para infectar a más bacterias. Este paso final mata a la bacteria, por eso se ha propuesto el uso de fagos como agentes antibacterianos frente a bacterias patógenas (terapia fágica o fagoterapia).

fagoterapia

Imagen de Microscopía electrónica de un bacteriófago (Tomada en el laboratorio del Dr. Victor Ladero)

¿QUÉ ES LA FAGOTERAPIA?

La fagoterapia consiste en el uso de fagos para tratar o prevenir enfermedades infecciosas causadas por bacterias patógenas. En realidad, la fagoterapia no es una estrategia nueva, puesto que desde el descubrimiento de los fagos (1910-1914) por Frederick Twort y Félix d’Herelle, ya se propuso para el tratamiento de enfermedades infecciosas. De hecho, antes incluso de identificarlos como tal, los fagos ya se usaron para tratar enfermedades. Félix d’Herelle en 1917 describía un filtrado obtenido a partir de las heces de un individuo con disentería que contenía unos «microbios invisibles» que eran «antagonistas» para las bacterias y que podían ser utilizados para tratar esta enfermedad. Este descubrimiento hizo que en los años siguientes se avanzara en el posible uso de los bacteriófagos para tratar enfermedades. Sin embargo, unos años después, en 1928 se descubrió el primer antibiótico: la penicilina. Las ventajas de los antibióticos, tanto en su fabricación, como por su amplio espectro (no matan a una única especie como los fagos si no a muchas diferentes) hizo que los trabajos y el interés en la fagoterapia decayese hasta casi su desaparición. Sin embargo, en la actualidad y debido al gran problema que suponen las bacterias resistentes a los antibióticos han resurgido como una alternativa para tratar las enfermedades causadas por estas superbacterias resistentes a los antibióticos.

¿CÓMO FUNCIONA?

El primer paso para poder utilizar la fagoterapia es aislar e identificar al agente causante de la infección del paciente. Una vez identificado este agente, lo siguiente es mirar en una colección de fagos que infecten a esa especie para ver cuántos y cuáles de estos fagos son capaces de matar a la bacteria aislada del paciente. De esta forma, se puede diseñar un coctel mezclando varios de estos fagos y aplicarlos al paciente. Dependiendo del tipo de infección, la localización y otros factores, los fagos pueden ser aplicados tópicamente (infecciones cutáneas), ingeridos (infecciones intestinales) o inyectados por vía intravenosa (septicemia).

SI EXISTE DESDE HACE AÑOS, ¿CUÁL ES LA NOVEDAD DE ESTE TRABAJO?

La principal novedad de este trabajo no es solo el uso de fagos para matar una bacteria difícil de estudiar en el laboratorio que es resistente a los antibióticos y eliminarla de un paciente, sino que, por primera vez se hace con virus modificados genéticamente. Los virus que se encontraron en el laboratorio del Profesor Graham Hatfull tenían la peculiaridad de ser atemperados, ya que además de seguir el ciclo de infección de todos los fagos, en ocasiones, tras entrar en la bacteria a la que infectan, en vez de hacer múltiples copias de sí mismos, se introducen en el cromosoma de esta bacteria, donde permanecen dormidos (lo que se conoce como ciclo lisogénico). El ciclo lisogénico hace que la bacteria se vuelva resistente al ataque del virus. Para evitar este problema, mediante el uso de técnicas de ingeniería genética, se eliminaron de los fagos los genes responsables de que la bacteria pueda seguir un ciclo lisogénico. Los fagos modificados, mucho más eficientes a la hora de matar a las bacterias, fueron utilizaros en el tratamiento de la infección logrando la curación de la niña.

SI ES TAN EFECTIVA ¿POR QUÉ NO SE UTILIZA?

Existen varios problemas a la hora de utilizar los fagos como herramienta terapéutica de forma generalizada. En primer lugar, se requiere un conocimiento previo del agente causante de la enfermedad, conocer a que especie pertenece. Además, hay que buscar los fagos concretos que sean capaces de eliminar la cepa concreta que está infectando a ese paciente antes de tratarlo y poder diseñar un coctel de fagos personalizado. Por otro lado, aunque cada vez se están realizando más estudios sobre la seguridad de la aplicación de fagos en humanos, aún quedan muchas pruebas que realizar, en cuanto a su seguridad y legislar la forma de obtención y aplicación. En la actualidad, se está permitiendo su uso en diversos países como terapia compasiva, cuando ya no hay ninguna otra posibilidad terapéutica, como en el caso de esta paciente de 15 años.

FUTURO

El aumento de las bacterias resistentes a los antibióticos y la dificultad o imposibilidad de su tratamiento hace que la fagoterapia pueda constituirse como una alternativa en estos casos. Un aumento de los estudios científicos en este campo junto al desarrollo de protocolos médicos y legislación adecuada permitirán en un futuro disponer de una herramienta más en la lucha frente a las enfermedades infecciosas.

Podéis encontrar el artículo original en el siguiente link:

https://www.nature.com/articles/s41591-019-0437-z

About the Author:

Victor Ladero
Licenciado en Biología por la Universidad de Oviedo, realicé mi tesis sobre bacteriófagos que infectan a Bacterias Lácticas y sus aplicaciones biotecnológicas en el Área de Microbiología de la Facultad de Medicina en la Universidad de Oviedo. Trabajé dos años en la Universidad Católica de Lovaina, Bélgica, en el departamento de Genética Molecular en el desarrollo de nuevas cepas de interés alimentario. Posteriormente me incorporé al Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA-CSIC) donde soy Científico Titular en el Grupo de Microbiología Molecular y mi trabajo se ha centrado en la búsqueda de aplicaciones y soluciones encaminadas a mejorar la calidad y seguridad alimentaria basadas en las Bacterias Lácticas y sus bacteriófagos. Además, soy socio fundacional de la Asociación Española para el Avance de la Ciencia (AEAC) desde la que colaboro en la difusión de la ciencia para que ésta llegue a la sociedad

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