¿Cómo estás celebrando el año del fago? Incluso si nunca has oído hablar de estos pequeños virus que matan bacterias, definitivamente los has encontrado. Trillones de bacteriófagos, o fagos, y virus similares existen en el planeta, y en muchos lugares incluso superan en número a las bacterias locales.
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Los fagos se especializan en infectar bacterias e intercambiar genes para que puedan usar sus anfitriones para replicarse. En sus diversas formas, los fagos conducen finalmente los procesos biológicos dentro del cuerpo y a través de los ecosistemas. Ahora, un siglo después de su descubrimiento, todavía hay mucho que aprender sobre estas pequeñas criaturas y sus posibilidades tentadoras, como la forma de diseñar virus de fago diseñados que puedan asesinar incluso las infecciones bacterianas más resistentes a los medicamentos.
Forest Rohwer de la Universidad Estatal de San Diego, coautor de Life in Our Phage World, explica por qué quiere que el mundo marque 2015 como el Año del Fago:
¿Por qué celebrar fagos ahora?
Han pasado 100 años desde que realmente hemos sabido sobre estas cosas. Dependiendo exactamente de quién quiere decir los primeros fagos descubiertos, el primer ejemplo bastante concreto fue en 1915. [Al bacteriólogo británico Frederick W. Tort generalmente se le atribuye el descubrimiento.] Y ahora, después de una verdadera desaceleración en el número de personas en el campo, diría que ha habido un resurgimiento en los últimos diez años más o menos. Las personas están reconociendo que estas cosas son actores importantes en los ecosistemas, la diversificación microbiana, el intercambio de genes, en todo el lugar. Así que realmente puede involucrarse y contribuir en este campo y descubrir algunas cosas nuevas, grandes e importantes. Desde el punto de vista de un biólogo, es muy divertido.
El hecho de que sean tan ubicuos es casi un poco desconcertante.
Hay como 10 millones de fagos en un solo mililitro de agua de mar y cerca de 100 millones de ellos en un gramo de suelo. Realmente están en todas partes, esencialmente en todo lo que se te ocurre, y son increíblemente diversos. Pero son solo parte del sistema. Son totalmente inofensivos para nosotros, en la mayoría de los casos. De hecho, probablemente nos estén ayudando en su mayor parte.
¿Qué tipo de cosas hacen?
Bueno, una comparación de zombies es correcta para un comportamiento. Los fagos entran y hacen que su ADN forme parte del ADN de las bacterias, y eso a menudo hace que las bacterias hagan cosas diferentes de lo que hubieran hecho de otra manera. Una buena manera de pensar sobre cómo funciona es imaginar la simbiosis en una amplia gama, desde patógenos hasta mutualismo. En cualquiera de los sistemas que observa, parece que los genes que están haciendo las adaptaciones locales se adquieren por transferencia. En el intestino humano, por ejemplo, tiene un cierto conjunto de bacterias que viven con usted, pero lo que sucede en el transcurso de la vida es que esas bacterias adquirirán genes [de fagos] que pueden ser útiles, dañinos o neutros para el anfitrión.
Entonces, ¿este intercambio de ADN puede tener una gran variedad de resultados?
Correcto. Esa es en realidad el área donde los fagos a veces pueden ser perjudiciales para las personas, cuando los genes que causan una enfermedad son transportados por un fago. Entonces, muchos patógenos solo existen porque una bacteria que normalmente no es un patógeno tiene diferentes genes agregados por un fago. Probablemente el ejemplo más famoso es el cólera, donde realmente saben bien cómo el fago causa esa enfermedad. También ocurre con muchas de las cepas de E. coli que causan intoxicación alimentaria.
La vida en nuestro mundo fago
Comprar¿Qué pasa con el lado útil?
Si miras a través de un arrecife de coral, tienes básicamente los mismos tipos de bacterias asociadas con el arrecife. Pero luego, en diferentes lugares, se han adquirido diferentes genes que permiten que las bacterias se adapten a sus condiciones locales. Y en ese caso es algo bueno, en cuanto a promover la salud general del arrecife. El otro lado es simplemente matar bacterias, porque ese es su alimento. Esa es realmente la otra cosa principal que hacen.
¿Cómo puede funcionar este asesinato bacteriano para atacar la enfermedad?
Ese ha sido un pensamiento durante 100 años. Originalmente, las personas pensaban que habían encontrado una bala mágica, microbios para matar microbios. Pero luego comenzamos a usar antibióticos, y en su mayor parte son lo que todavía usamos hoy. Los lugares donde pueden usar mucho la terapia con fagos serían Rusia o Polonia. Pero hay una especie de movimiento para usarlos nuevamente en el mundo occidental, particularmente porque muchas bacterias se han vuelto resistentes a los antibióticos.
¿Por qué es tan grande su potencial para combatir enfermedades?
Hay algunas ventajas. Los antibióticos básicamente matan todas las bacterias, o una gran parte de ellas, y no lo desea en muchos casos. No querrás matar todas las bacterias en tu intestino cada vez que tengas esa infección. Es por eso que los fagos son tan interesantes: atacan y cazan una cepa particular de patógeno. Además, un fago se convierte en un millón en un par de horas. Un antibiótico nunca se amplificará, debes seguir poniéndolo en tu cuerpo. Pero con los fagos, si la bacteria objetivo está allí, atraerá más de estas cosas que la están matando, que es lo que esperas. Y luego, cuando las bacterias objetivo desaparecen, los fagos que se alimentan de ellas también deberían desaparecer.
¿Podemos crear fagos artificialmente para que apunten exactamente a las bacterias dañinas que buscamos?
Sí. Creo que aislarlos de los muchos fagos diferentes en la naturaleza tiene un poco de historia sórdida, a veces funciona, a veces no, y desde un punto de vista regulatorio que siempre será un poco incompleto. Creo que la síntesis es el camino que vamos a seguir. Los hemos estado diseñando durante bastante tiempo, desde la década de 1970 o tal vez incluso antes, y sabemos bastante sobre ellos. Simplemente puede tomar un pedazo específico de ADN, agregarlo a un tubo de ensayo que tiene las partes de proteínas que forman un fago, y de eso obtiene un fago viable. El ADN inicia la creación de un fago viable, por lo que es realmente una especie de nanomáquina mágica.
Suena ideal, entonces, ¿cuál es el atraco en los nuevos tratamientos con fagos?
Gastamos cientos de millones de dólares desarrollando un antibiótico. Hasta ahora, realmente no ha habido ese tipo de inversión que necesitaría para desarrollar fagos al nivel en el que la mayoría de nosotros estaríamos cómodos usándolos. Si tengo una infección bacteriana, todavía voy a tomar antibióticos en este momento.
¿Cuánto necesitamos aprender después de un siglo de estudio de fagos?
Sabemos mucho acerca de algunos de ellos porque fueron las herramientas utilizadas para desarrollar la biología molecular, descubrir cómo funciona el ADN y realmente aprender a estudiar cosas a nivel molecular. Entonces, en ese caso, sabemos mucho. Cuando se trata de lo que está sucediendo en el medio ambiente, sabemos a grandes rasgos qué tipo de cosas están haciendo, pero sobre los detalles de lo que está sucediendo, incluso en el cuerpo humano, sabemos muy poco.
Su diversidad genética, que en su mayoría es desconocida, es increíble. En la mayoría de los campos podemos decir que no sabemos qué está haciendo un gen en particular, pero al menos lo hemos visto antes. Con las cosas de fagos, puede ingresar a cualquier entorno que desee elegir y la mayoría de los genes que transportan, tal vez el 80 por ciento, no solo no sabemos nada sobre esos genes, sino que nunca los hemos visto antes. Es una ciencia inicial en este punto, y hay nuevos descubrimientos que ocurren todo el tiempo. Es uno de esos lugares a los que cualquiera puede ir y básicamente está garantizado que encontrará algo genial.
