Este control dirigido de fagos proporciona enfoques biotecnológicos y terapéuticos completamente nuevos, p.ej. para terapias con fagos. Los resultados obtenidos en el contexto de una subvención del ERC se han publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

El cuerpo humano y su microbiota albergan una gran cantidad de fagos. Estos infectan a las bacterias como partículas de virus para asegurar su propia supervivencia. Una de sus estrategias es integrarse en el genoma bacteriano y multiplicarse mediante la división celular bacteriana. Sin embargo, Las moléculas de señales externas pueden desencadenar el repentino despertar de los fagos de su estado latente. Una vez activado, destruyen a su anfitrión, la bacteria, y así liberar sus partículas virales recién producidas. Con una prestigiosa beca ERC Consolidator Grant del European Research Council, Thomas Böttcher investiga el cambio del estilo de vida durmiente (lisogénico) al activado (lítico) de los fagos.

Guerra entre microbios

“Ya sabemos que los fagos influyen de forma decisiva en la dinámica poblacional de bacterias y que los microorganismos compiten mediante el uso de armas químicas, "dice Thomas Böttcher, Catedrático de Bioquímica Microbiana de la Facultad de Química y del Centro de Microbiología y Ciencia de Sistemas Ambientales. "Ahora queríamos investigar si, en los complejos ecosistemas microbianos, también hay microbios que activan específicamente los fagos para usarlos contra sus competidores ".

En efecto, los investigadores pudieron demostrar que la bacteria Pseudomonas aeruginosa produce grandes cantidades de una molécula señal que desencadena la conversión de un fago, residiendo en una cepa de la especie Staphylococcus aureus , de un compañero silencioso a un parásito mortal.

Activación de fagos altamente selectiva

"Nos sorprendió por completo descubrir que el compuesto químico piocianina, que pudimos aislar y sintetizar, sólo activó específicamente uno de varios fagos de Staphylococcus aureus . Por tanto, la piocianina es un agente muy selectivo, "dice la coautora Magdalena Jancheva.

El fármaco mitomicina C induce daños en el ADN de las células bacterianas y hace que los fagos abandonen a su huésped moribundo. pero según Thomas Böttcher, "Activa todos los fagos de las bacterias de forma no selectiva". Los investigadores también observaron que la piocianina libera aún más fagos en Staphylococcus aureus que la mitomicina C, Por tanto, la piocianina tuvo un "efecto notablemente fuerte".

El descubrimiento ofrece nuevas perspectivas

La especie bacteriana Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus ocupan el mismo nicho ecológico en el cuerpo humano. Como patógenos, ocurren con frecuencia en los pulmones de pacientes con fibrosis quística, una enfermedad metabólica congénita. Estafilococo las bacterias dominan a una edad temprana, tiempo Pseudomonas las bacterias se vuelven más frecuentes con la edad.

El estudio actual demuestra la eficacia de la activación de fagos latentes por agentes de señalización química en la batalla por el espacio y los recursos entre cepas bacterianas. Proporciona la primera evidencia de que los agentes de señalización química pueden exhibir selectividad por fagos específicos en una cepa bacteriana polilisogénica. Aquí, el fago activado (phiMBL3) reveló un interruptor molecular previamente desconocido a través del cual actúa el agente de señalización.

"Ciertas moléculas de señalización podrían hacer posible combatir los patógenos a través de la activación de fagos; por lo tanto, podrían usarse para iniciar la terapia interna con fagos, "Afirma Thomas Böttcher. Al mismo tiempo, los interruptores moleculares de los fagos, que desencadenan selectivamente la producción de partículas virales a través de una molécula de señalización como la piocianina, también podría servir como una nueva herramienta para la biotecnología o la biología sintética. "Nuestros hallazgos abren un amplio campo en el que queremos avanzar, "concluyen los investigadores.