Bacteriófagos – los virus que infectan bacterias y sus usos en medicina

Bacteriófagos, definición, estructura y usos mediciales
Bacteriófagos. Usos medicinales

Definición de bacteriófagos

Los bacteriófagos son virus que se replican en el interior de bacterias, aunque fueron descubiertos en 1986 por Ernest Hankin, el primer aislamiento de los bacteriófagos se hizo hasta mediados de los setentas, era un bacteriófago de la familia Siphoviridae que infecta a Streptococcus pneumoninae.

Todos los bacteriófagos están compuestos por proteínas y ácidos nucleicos, estos últimos pueden ser ADN o ARN pero no ambos, y pueden ser de cadena simple o doble; las bases de esto ácidos nucleicos pueden ser modificadas lo que impide la acción de las endonucleasas durante la infección. Los ácidos nucleicos de los bacteriófagos codifican, dependiendo del virus, entre 3 y 100 productos génicos, mientras que los tipos de las proteínas que los conforman pueden ser de uno o dos tipos por fago a muchos tipos diferentes.

Los bacteriófagos son parásitos intracelulares obligados que necesitan de la bacteria que le sirve de hospedero para replicarse, insertando en el cromosoma de la bacteria su material genético y replicándolo como si fuera otro gen de la bacteria, posteriormente los fagos formados se liberan de la célula (por extrusión sin matar la bacteria o induciendo la lisis de la pared celular bacteriana lo que provoca la muerte celular) empezando de nuevo el ciclo de infección.

Se considera a los bacteriófagos los organismos más abundantes en la biósfera calculándose que pueden existir 108 millones por cm2.

Estructura

En cuanto a su estructura, el tamaño puede variar entre 24 y 400 nm de longitud, se conforman de una cápside o cabeza que puede tener muchas formas: filamentos, helicoidales o icosaedros, dentro de la cabeza se encuentra los ácidos nucleicos.

Algunos fagos tienen una cola que es un tubo hueco por donde se inyecta el material genético a la bacteria durante la infección; otras estructuras que puede poseer el fago son cuello, fibras caudales, láminas basales y/o espículas.

Usos médicos de los bacteriofagos

Entre los usos médicos de los bacteriofagos destacan la fagoterapia, fato-pantalla y las endolisinas o enzibióticos.

Fagoterapia o terapia de fagos

La fagoterapia o terapia de fagos empezó a desarrollarse para curar una epidemia de disentería hemorrágica en 1915, aunque no se sabía que era lo que producía la muerte de las bacterias, se tenía la evidencia que al aislar lisados libres de bacterias y aplicarlos sobre bacterias vivas, un agente invisible las destruía.

Gracias a este descubrimiento se empezaron a elaborar productos para tratar diferentes enfermedades producidas por bacterias, pero a pesar de su efectividad, la falta de conocimiento sobre la biología del agente terapéutico y el desarrollo de los antibióticos, se produjo el abandono del uso de la fagoterapia.

Actualmente en países como Rusia, Polonia y la India se hacen investigaciones para utilizar la fagoterapia en infecciones supurativas como efisemas, peritonitis y ostiomelitis entre otras, se ha reportado que un 90% de los pacientes tratados se han cerrado las heridas y se detiene la supuración, recuperándose satisfactoriamente.

La fagoterapia o terapia de fagos tiene múltiple ventajas sobre el tratamiento con antibióticos:

– Se puede destruir una bacteria con un fago, pero se necesitan muchas moléculas de antibiótico para lograrlo.

– Las moléculas de antibiótico se van destruyendo con el tiempo por el metabolismo del hospedero, mientras que el fago se replica.

– El fago tiene alta especificidad sobre la bacteria que causa la enfermedad.

– Los fagos pueden mutar contrarrestando la resistencia que las bacterias pueden generar, esto no pasa con los antibióticos

– No se ha descrito efectos secundarios de la fagoterapia, por el contrario se ha encontrado que ayuda a mejorar el sistema inmune.

Fago-pantalla o biología combinatoria

Es una tecnología para el desarrollo de vacunas libres de células, basándose en el hecho de que péptidos inmunogénicos de agente patógenos pueden ser fusionados con las proteínas de la cápside de un fago, estas vacunas han sido probadas con éxito.

Con este mecanismo también se ha desarrollado un fago que tiene en su superficie moléculas de antibiótico.

Endolisinas

Algunos bacteriófagos se liberan de la bacteria a la que infectan, produciendo una lisis o rotura de la célula por medio de moléculas llamadas endolisinas o enzibióticos (enzimas con actividad antibacterial). El daño que se produce en la pared celular de la bacteria es debido a la inhibición de la síntesis de péptidoglicano (PG) o a la unión de las endolisinas al PG.

Debido a esta característica de dañar la pared celular bacteriana, que se ha visto potencial como antibacteriano a las endolisinas, ya que son específicas, se está investigando cómo utilizarlas en lugar de bacteriófagos completos para tratamientos de enfermedades infecciosas.

Hasta el momento se han realizado pruebas con ratones a los que se les ha administrado las endolisinas por vía intraperitoneal, intravenosa o intranasal logrando la eliminación total de las bacterias.

Bibliografía

– Ronda, C., Vasquez, M., López, R. (2003)

– Segundo, N., Hernadez, E., López, O., Torres, O. (2010)