martes, 5 de junio de 2012

Bacteriófagos (virus que matan bacterias) en vez de antibióticos


Investigadores del Centro Nacional de Biotecnología acaban de publicar en la revista PNAS un interesante trabajo sobre la estructura de una proteína que emplea el bacteriófago T7 para anclarse a su huésped, la bacteria Escherichia coli.

La infección de los virus es muy específica. Cada tipo de virus infecta a un determinado tipo celular. Gran parte de esta especificidad depende de las primeras etapas de la infección: el reconocimiento y la unión a la célula huésped. Muchos bacteriófagos poseen unas fibras proteicas con las cuales se unen a la bacteria que van a infectar. En una primera fase esta unión inicial es reversible y sirve para el reconocimiento específico de la célula bacteriana. En el caso concreto del T7, las fibras de la cola del bacteriófago interaccionan con un componente de la envoltura de Escherichia coli, el lipopolisacárico (LPS) bacteriano. Posteriormente, la fijación se hace ya irreversible y el virus inyecta su ADN en el interior de la bacteria.


La mayoría de los bacteriófagos tiene una estructura típica de cabeza icosaédrica (donde se aloja su ADN), una cola helicoidal contráctil y fibras proteicas terminales. En la fotografía de microscopía electrónica se observa un bacteriófago T4 adherido a través de sus fibras al filamento de un flagelo bacteriano.

En este trabajo han empleado técnicas de cristalografía de rayos X de alta resolución para analizar con precisión la estructura de las fibras mediante las que el bacteriófago T7 se une a la bacteria. Así, han comprobado que estas fibras están formadas por tres unidades de una misma proteína, que tiene un área justo antes de la zona que se une a las bacterias que dota a estas fibras de flexibilidad. Una flexibilidad que parece ser importante a la hora de que el virus se ancle correctamente sobre la pared bacteriana.

Pero, ¿cuál es la transcendencia e importancia de este sofisticado trabajo?. El objetivo final es el de sustituir a los antibióticos por virus que matan a las bacterias. Como ya hemos comentado otras veces en microBIO, uno de los retos actuales de la microbiología es la lucha contra las bacterias resistentes a los antibióticos. El emplear bacteriófagos (virus que matan bacterias) como terapia antibacteriana es una idea muy vieja que ya se les ocurrió a los que descubrieron por primera vez este tipo de virus hace casi cien años! Sin embargo, como cada bacteriófago se adhiere de forma muy específica a una especie concreta de bacteria, en principio estos virus nunca podrían usarse de forma generalizada. Por ello, los investigadores trabajan sobre la idea de crear mediante mutaciones puntuales una gran variedad de bacteriófagos que puedan ser utilizados contra todo tipo de bacteria. El primer paso es estudiar el mecanismo exacto por el que los bacteriófagos se colocan sobre la bacteria y se anclan a su membrana justo antes de empezar la destrucción de la misma. Así, gracias a la alta resolución de los datos obtenidos, han podido localizar con precisión las zonas concretas a través de las cuales se produce la unión entre el bacteriófago y la bacteria.

Esta investigación es, por tanto, un paso más para poder diseñar y construir mutantes de bacteriófagos capaces de unirse muchas bacterias patógenas distintas para poder ensayar su empleo como una alternativa a los antibióticos.


En esta fotografía de microscopía electrónica se observan varios bacteriófagos T2 adheridos a la pared celular de Escherichia coli e inyectando su ADN.
Se puede observar el filamento de ADN del bacteriófago
dentro del citoplasma de la bacteria.

Este post se ha realizado con la colaboración de Alfonso Mora, divulgador científico del CNB.

Structure of the receptor-binding carboxy-terminal domain of bacteriophage T7 tail fibers. García-Doval C, et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2012, May 29.

4 comentarios:

  1. El principal problema con la terapia de bacteriófagos no es la especificidad, es el sistema inmune del hospedero que reconoce a los bacteriofagos como no propios

    ResponderEliminar
  2. Interesante y didáctica entrada

    ResponderEliminar
  3. Muy interesante!!Sobre todo el trema de la fagoterapia

    ResponderEliminar