Investigadores de la Universidad Northwestern (Estados Unidos) han logrado convencer a un patógeno mortal para que se destruya a sí mismo de adentro hacia afuera. En el nuevo estudio, los investigadores modificaron el ADN de un bacteriófago o "fago", un tipo de virus que infecta y se replica dentro de las bacterias.

Luego, el equipo de investigación introdujo el ADN dentro de Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), una bacteria mortal que también es muy resistente a los antibióticos. Una vez dentro de la bacteria, el ADN pasó por alto los mecanismos de defensa del patógeno para ensamblarse en viriones, que cortaron la célula de la bacteria para matarla. El estudio se publica en la revista ´Microbiology Spectrum´.

Aprovechando el creciente interés en las "terapias con fagos", el trabajo experimental representa un paso crítico hacia la ingeniería de virus de diseño como nuevas terapias para matar bacterias resistentes a los antibióticos. También revela información vital sobre el funcionamiento interno de los fagos, un área de la biología poco estudiada.

Actualmente, para explorar posibles terapias con fagos, los investigadores identifican o modifican un virus existente para atacar selectivamente una infección bacteriana sin alterar el resto del cuerpo. Lo ideal sería que algún día los científicos pudieran adaptar una terapia con fagos para infectar una bacteria específica y diseñar terapias "a la carta" con rasgos y características precisas para tratar infecciones individuales.

"Lo poderoso de los fagos es que pueden ser muy específicos a diferencia de los antibióticos", explica Erica Hartmann, directora del trabajo y profesora asociada de ingeniería civil y ambiental en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern. "Si toma un antibiótico para una infección de los senos nasales, por ejemplo, altera todo su tracto gastrointestinal. Se puede diseñar una terapia con fagos para que afecte únicamente a la infección", añade.

En el estudio, Hartmann y su equipo comenzaron con la bacteria P. aeruginosa y purificaron el ADN de varios fagos. Luego, utilizaron la electroporación, una técnica que suministra pulsos cortos de electricidad de alto voltaje, para perforar agujeros temporales en la célula externa de la bacteria. A través de estos agujeros, el ADN del fago entró en la bacteria para imitar el proceso de infección.

En algunos casos, las bacterias reconocieron el ADN como un objeto extraño y lo trituraron para protegerse. Pero después de utilizar biología sintética para optimizar el proceso, el equipo de Hartmann pudo anular los mecanismos de autodefensa antivirales de la bacteria. En estos casos, el ADN transportó información con éxito a la célula, lo que dio lugar a viriones que mataron a las bacterias.

"Cuando tuvimos éxito, se pueden ver manchas oscuras en las bacterias", dijo Hartmann. "Aquí es donde los virus salen de las células y matan todas las bacterias". Después de este éxito, el equipo de Hartmann introdujo ADN de dos fagos más que naturalmente no pueden infectar su cepa de ´P. aeruginosa´. Una vez más, el proceso funcionó.

El fago no sólo mató a las bacterias, sino que las bacterias también expulsaron miles de millones de fagos más. Estos fagos luego pueden usarse para matar otras bacterias, como las que causan una infección. A continuación, Hartmann planea continuar modificando el ADN de los fagos para optimizar terapias potenciales. Por ahora, su equipo está estudiando los fagos expulsados por la ´P. aeruginosa´.