«Nada tiene sentido en la biología si no es a la luz de la evolución» es una frase de Theodosius Dobzhansky que en mi opinión debería tener rango de ley científica. Siempre digo a mis alumnos que si algún día se encuentran con alguien que no crea en la evolución biológica le pongan el vídeo que aparece arriba. En el se ve cómo en tan solo 11 días una población de la bacteria Escherichia coli que es sensible al antibiótico trimetoprim, pasa a ser totalmente resistente a base de un proceso evolutivo por mutación y selección recursiva (ver siguiente imagen).

Proceso evolutivo que explica la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos del vídeo del principio.

 

La evolución es la que origina las bacterias resistentes a los antibióticos (AMR para abreviar) y es uno de los grandes problemas de salud pública a los que nos enfrentamos. Bueno, pues la evolución también puede ser usada para destruir a las bacterias resistentes a los antibióticos. Y lo que necesitamos para ello son virus bacteriófagos («fagos» para los amigos) que infecten y destruyan a las bacterias. El típico «el enemigo de mi enemigo es mi amigo».

Ciclo lítico de un fago. El fago se adhiere a la bacteria, inyecta su DNA en el interior, toma el control del todos los procesos biológicos y metabólicos para multiplicarse y finalmente se libera al exterior mediante la lisis de la bacteria. Origen de la imagen Luang et al. 2020.

 

 

Pero podríamos pensar que las bacterias también pueden evolucionar para volverse resistentes a los fagos. Y efectivamente es así.  Pero bueno, no pasa nada. Los virus son entes biológicos (lo de si están vivos o no lo dejamos para otro día) y como tales también pueden evolucionar para infectar a esas bacterias resistentes a los fagos. Se establece lo que se conoce como una «carrera de armamentos evolutiva»

  1. Los fagos acaban con las bacterias sensibles
  2. Por azar aparece una bacteria resistente
  3. Las bacterias resistentes crecen
  4. Por azar aparece un fago que infecta a las resistentes
  5. Vuelta al punto 1

 

 

Si esa «carrera de armamentos evolutiva» entre los fagos y las bacterias se hace en el laboratorio se la denomina «entrenamiento de fagos» (phage training). Y hay dos maneras (o estrategias) de hacerla. A) entrenamiento evolutivo B) entrenamiento co-evolutivo.

  • La estrategia A del entrenamiento evolutivo consiste en que pones juntos al fago y a la bacteria, y lo que buscas son fagos que cada vez infecten mejor a la bacteria. No cambias a la presa porque buscas que evolucione el mejor cazador posible.
  • La estrategia B del entrenamiento co- evolutivo consiste en que pones juntos al fago y a la bacteria y cuando aparece la bacteria resistente al fago entonces cambias la bacteria original por la nueva bacteria. Es decir, la presa cambia y ahora buscas a un nuevo tipo de cazador que la atrape.

¿Cuál es la mejor estrategia? Pues se ha publicado un artículo en el que comparan a las dos para ver cuál es la mejor. Han usado un fago lítico que afecta a la bacteria Klebsiella pneumoniae, una bacteria que de manera natural es resistente a diversos antibióticos. Los dos modelos han sido usados durante 30 días y al final han comparado la infectividad, la fisiología y otras características fenotípicas y genómicas de los fagos evolucionados con respecto al fago ancestral.

 

Entrenamiento de fagos. En la estrategia A, se pone un cultivo de la bacteria (color rosa) y se le añade el fago. A las 24 horas se recoge el sobrenadante que solo contiene el fago y se añade a un nuevo cultivo de la misma cepa bacteriana del principio. De esa forma solo seleccionamos al mejor fago infectante. En la estrategia B se parte del mismo punto que en A, un cultivo de la bacteria (color rosa) a la que se le añade el fago, pero a las 24 horas se transfiere a un nuevo cultivo tanto el fago como la bacteria que ha co-evolucionado (ambos de color verde). Así seleccionamos al fago que mejor infecta a la bacteria evolucionada. Origen de la imagen Ngiam et al. 2024.

¿Y qué es lo que han encontrado al final? Pues que que el modelo de entrenamiento co-evolutivo (la estrategia B) es el mejor para generar fagos que destruyan a las bacterias multirresistentes. No solo eso, en dicho modelo las bacterias que evolucionan tienen mucha menor resistencia a los fagos. Un resultado a tener muy en cuenta para el desarrollo de la fagoterapia como alternativa al uso de antibióticos o como herramienta de lucha contra las bacterias resistentes a los antibióticos.

 

La primera versión de esta entrada fue publicada en formato de hilo de X.
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4 comentarios

  1. En 1913, el bacteriólogo británico Frederick Twort descubrió un agente bacteriolítico que infectaba y mataba a las bacterias. Hace mas de un siglo que existe el conocimiento de la existencia de virus bacteriófagos. Es lamentable que no se haya avanzado en esta vía terapéutica cuando las muertes por Sepsis conocida popularmente de forma errónea como infección de la sangre, mata 1 persona cada 3 y su incidencia continúa creciendo en todo el mundo. Una auténtica pandemia que los medios no divulgan, mientras se siguen dispensando masivamente y abusivamente de fármacos antibióticos que son la fuente del problema.

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