Hace varios miles de millones de años, comenzó una carrera armamentista genética entre las bacterias y sus asesinos virales. Esta lucha aparentemente eterna continúa hoy en día, con implicaciones para las enfermedades que matan a decenas de miles de personas en todo el mundo cada año.
Un estudio reciente publicado en Science revela información clave sobre cómo las bacterias asesinas llamadas bacteriófagos o fagos impactan la gravedad de la enfermedad diarreica transmitida por el agua, el cólera. El cólera mata anualmente entre 21.000 y 143.000 personas en todo el mundo. Es una enfermedad de la pobreza que afecta a regiones que carecen de agua potable y saneamiento.
El equipo, incluido el profesor de Microbiología e Inmunología de la Universidad McGill, Jesse Shapiro, llevó a cabo lo que cree que es uno de los estudios genéticos más grandes para analizar la relación dinámica entre las bacterias del cólera, sus bacteriófagos y los antibióticos.
El estudio subraya la posibilidad de crear nuevas estrategias para utilizar bacteriófagos para matar bacterias resistentes a los medicamentos en el cólera y otras enfermedades que han plagado a la civilización durante siglos. Revela un camino hacia nuevos diagnósticos y mitigación de la resistencia a los antibióticos.
"El cólera es una infección devastadora transmitida por el agua que causa millones de casos y miles de muertes cada año, y se espera que el riesgo aumente con el cambio climático. La resistencia a los antibióticos también es una preocupación creciente y se necesitan tratamientos antiinfecciosos alternativos", afirmó Shapiro. P>
Un hallazgo clave involucra un concepto llamado "depredación efectiva". Los investigadores encontraron que una mayor proporción de depredadores de fagos con respecto a sus presas bacterianas se asociaba con casos de cólera más leves. El equipo dijo que es el primero en mostrar los fundamentos genéticos de esta proporción.
Esta proporción se puede utilizar como marcador de la gravedad de la enfermedad, informando las decisiones del médico sobre el tratamiento. También podría predecir la progresión de la enfermedad.
Los investigadores utilizaron técnicas genómicas avanzadas para analizar la interacción de bacterias y bacteriófagos en 2.574 muestras de heces de pacientes con cólera en Bangladesh, una nación con una de las tasas de cólera más altas del mundo:alrededor de 100.000 casos al año. Las muestras se recolectaron en 2018 y 2019.
Shapiro realizó un análisis genético de muestras con la autora principal del estudio, Naïma Madi, Ph.D., investigadora postdoctoral en McGill.
Documentar la carrera armamentista genética entre la bacteria y sus fagos complica el estudio del cólera y la ecología de los fagos. Cada uno evoluciona para frustrar las defensas del otro. Uno se adapta, el otro responde. Si los fagos tienen ventaja, la diversidad genética de las bacterias aumenta. Entonces, la población de fagos disminuye. El virus responde con adaptaciones genéticas y eventualmente vuelve a prosperar.
Shapiro dijo que se necesitan más estudios, incluido un ensayo clínico, antes de que se desarrollen terapias con fagos eficaces.
Más información: Naïma Madi et al, Depredación de fagos, gravedad de la enfermedad y diversidad genética de patógenos en pacientes con cólera, Ciencia (2024). DOI:10.1126/ciencia.adj3166
Información de la revista: Ciencia
Proporcionado por la Universidad McGill
