Un bacteriófago o fago es un virus que infecta a una bacteria. Los bacteriófagos pertenecen a la forma de vida más simple y primitiva: los virus. Son los organismos más abundantes en la biosfera y son una característica omnipresente de la existencia procariota.
Desentrañar la biología de los fagos y la relación con sus huéspedes (bacterias) es clave para comprender estos complejos sistemas microbianos y cómo podemos explotarlos.
BACTERIÓFAGOS O FAGOS
Los bacteriófagos, también conocidos como fagos, son virus ubicuos que se encuentran dondequiera que existan bacterias. Se estima que hay más bacteriófagos que todos los demás organismos de la Tierra juntos.
Los fagos son depredadores naturales de bacterias, y el nombre «bacteriófago» se traduce como «comedores de bacterias».
Los fagos infectan y matan rápidamente al huésped bacteriano multiplicándose en el interior y luego atravesando la membrana celular para liberar la próxima generación de fagos en el entorno circundante, listos para infectar y matar células bacterianas cercanas adicionales hasta que las bacterias hayan sido eliminadas.
Cuando no quedan bacterias diana para que los fagos infecten, los fagos se eliminan a través de los procesos de depuración natural del cuerpo.
El uso de fagos naturales y sintéticos tiene varias ventajas en comparación con las terapias antibacterianas tradicionales basadas en el mecanismo de acción único de los fagos.
Un ciclo de vida típico de un fago lítico dura alrededor de 30 a 60 minutos y solo se detiene una vez que se han eliminado las bacterias patógenas.
¿CÓMO FUNCIONAN LAS BACTERIÓFAGAS?
El ciclo de vida del bacteriófago tiene dos componentes: el ciclo lítico y el ciclo lisogénico. Aquí describimos brevemente el proceso a un nivel muy básico:
- Una vez que el fago entra en contacto con la bacteria específica, el fago se adhiere a la superficie de la célula.
- El fago inyecta su información genética en la célula bacteriana cuando el núcleo del fago pasa a través de la pared bacteriana hacia la membrana.
Ciclo lisogénico:
- La información genética del virus se integra en el cromosoma bacteriano.
- Cada vez que la célula infectada se replica, los genes virales se replican junto con ella. En esta etapa, los genes del fago están reprimidos. Si en algún momento estos genes dejan de ser reprimidos, el ciclo lítico se hace cargo.
Ciclo lítico:
- Se produce la replicación del ADN y la síntesis de proteínas para producir proteínas tempranas que ayudan a replicar los genes del fago.
- Se producen más proteínas, entre ellas las que forman la estructura del virus.
- Se ensamblan los nuevos virus.
- La célula es lisada por enzimas producidas durante las últimas etapas de la producción de proteínas, liberando estos nuevos fagos al entorno.
VENTAJAS DE LOS BACTERIÓFAGOS EN LA LUCHA CONTRA LA INFECCIÓN BACTERIANA
- La especificidad del fago para la cepa exacta de bacterias que causan la infección significa que no dañan otras células del cuerpo humano u otras bacterias útiles que son útiles para el cuerpo.
- Pueden matar no solo una bacteria, sino toda una colonia rápida y eficazmente.
- Se ha descubierto que pueden realizar cambios genéticos en las bacterias, lo que hace que las bacterias dañinas sean más vulnerables a los tratamientos actuales.
- La capacidad de destrucción de los fagos no se ve afectada por la resistencia a los antibióticos.
- Son tan pequeños que pueden penetrar biopelículas para matar bacterias dañinas en áreas que no son fácilmente accesibles para tratamientos con antibióticos.
- Estas biopelículas son un mecanismo de defensa importante utilizado por las bacterias contra los antibióticos y, por lo tanto, un factor importante que contribuye a la resistencia a los antibióticos.
- La capacidad de los fagos para penetrar en las biopelículas les permite reproducirse en los centros localizados de infección bacteriana y destruir las bacterias dentro de ellos, produciendo un efecto terapéutico fuerte pero muy localizado.
¿POR QUÉ SE OLVIDARON LOS BACTERIÓFAGOS?
¿Cómo es que, en 2021, tan pocas personas han oído hablar de la terapia con fagos? ¿Y por qué, dado que el mundo está tan desesperado por nuevos antibióticos, no los usamos en los hospitales todo el tiempo? Es una larga historia, pero en la década de 1950, el mundo occidental se había olvidado en gran medida de los fagos.
Fármacos como la penicilina habían salido al mercado y eran mucho más baratos y fáciles de producir en masa que los virus vivos. En la mayor parte del mundo, la investigación médica se centró en el desarrollo de nuevas clases de antibióticos y la idea de utilizar virus para tratar infecciones se abandonó gradualmente.
Los únicos países que todavía usaban fagos para tratar infecciones eran los países soviéticos, donde había escasez de medicamentos como la penicilina. Pero la Guerra Fría impidió cualquier comunicación entre los científicos soviéticos y el resto del mundo, por lo que sus mejoras en el uso de fagos pasaron desapercibidas.
En la década de 1980, la medicina occidental había olvidado casi por completo que la terapia con fagos hubiera existido.
Ahora, a medida que las bacterias resistentes a los medicamentos se convierten en un problema cada vez mayor en los hospitales de todo el mundo, la idea de usar virus está atrayendo la atención una vez más.
Pacientes desesperados en Estados Unidos y Europa ahora viajan a «clínicas de fagos» en países exsoviéticos, como Georgia, para tratar de curar infecciones que ya no se pueden tratar con antibióticos.
