La terapia con fagos, que utiliza virus conocidos como bacteriófagos para tratar infecciones bacterianas, es un procedimiento médico de larga data cuyos mecanismos de acción aún no se conocen bien. Científicos del Institut Pasteur y del CNRS han demostrado in vivo en un modelo murino que las bacterias son capaces de regular su expresión génica para evadir los numerosos bacteriófagos presentes en el entorno intestinal. Esta investigación explica la diferencia en la eficacia de los bacteriófagos entre las condiciones in vitro e in vivo. Los hallazgos se publicaron en la revista Cell Host &Microbe el 13 de abril de 2022.

La terapia con fagos es un enfoque médico que implica el tratamiento de enfermedades infecciosas bacterianas utilizando la capacidad natural de ciertos virus, conocidos como bacteriófagos, para matar las bacterias que reconocen específicamente. Una disminución significativa en el uso de esta estrategia terapéutica descubierta hace más de 100 años se observó en Occidente tras el desarrollo de antibióticos. Sin embargo, ante un aumento alarmante en el número de infecciones causadas por bacterias resistentes a los antibióticos y la perspectiva preocupante de quedarse sin opciones de tratamiento, los científicos buscan arrojar luz sobre el mecanismo de acción de los bacteriófagos.

Las bacterias y los bacteriófagos son las entidades más abundantes en la microbiota intestinal humana. Aunque los bacteriófagos matan a las bacterias, las dos poblaciones antagonistas coexisten en equilibrio en el intestino.

Hasta ahora, no se disponía de datos científicos suficientes para comprender cómo funciona la terapia con fagos in vivo. Las interacciones entre bacterias y bacteriófagos, por el contrario, se han estudiado extensamente in vitro. En estas condiciones, los bacteriófagos infectan rápidamente a las bacterias, se replican y destruyen las bacterias, mientras liberan nuevos virus capaces de infectar a otras bacterias. Sin embargo, la dinámica observada entre estos dos microorganismos es muy diferente en el intestino de los mamíferos. Algunos bacteriófagos que son efectivos en medio de cultivo son totalmente ineficaces en el ambiente intestinal.

Para comprender esta diferencia, científicos del Institut Pasteur y del CNRS decidieron comparar el perfil de expresión génica, o transcriptoma, de la bacteria Escherichia coli en ambos contextos:medios de cultivo e intestino. Usando este método, revelaron regulaciones genéticas que caracterizan la adaptación de la bacteria al entorno intestinal.

Al examinar de cerca los genes involucrados en esta adaptación, revelaron cuatro genes que modulan la susceptibilidad de la bacteria a los bacteriófagos. "Observamos que ciertos genes necesarios para la infección por bacteriófagos se expresan menos en el intestino que in vitro, protegiendo así a las bacterias de los bacteriófagos", comentó Laurent Debarbieux, Jefe de la Unidad de Bacteriófagos, Bacterias y Huéspedes del Institut Pasteur (unidad conjunta del CNRS). y último autor del estudio. Los científicos pudieron verificar su teoría al eliminar la expresión de un gen en particular. Observaron que la susceptibilidad bacteriana a un bacteriófago se redujo significativamente. En consecuencia, las bacterias en el intestino pueden resistir la depredación de los bacteriófagos al modular la expresión de ciertos genes en lugar de mutar su genoma.

Por lo tanto, este estudio demuestra que el medio ambiente juega un papel predominante en las interacciones entre bacterias y bacteriófagos. Estos hallazgos allanan el camino para un mejor uso de los bacteriófagos con fines terapéuticos.