29 de marzo de 2019

Las bacterias se asocian con virus para causar heridas crónicas

Las bacterias se asocian con virus para causar heridas crónicas
JANICE HANEY CARR/WIKIMEDIA COMMONS - ARCHIVO

MADRID, 29 Mar. (EUROPA PRESS) -

Un patógeno bacteriano común llamado 'Pseudomonas aeruginosa' produce un virus que aumenta sustancialmente la capacidad del patógeno para infectarnos, según un estudio realizado por investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos. 'P. Aeruginosa' arma su virus residente para explotar las distintas respuestas del sistema inmunitario a las infecciones bacterianas frente a las virales.

Esto marca la primera vez que se observa un virus que infecta las bacterias, también conocido como bacteriófago o simplemente fago, lo que induce al sistema inmunitario a desarrollar una respuesta antiviral y, al hacerlo, hace que ignore la infección bacteriana. Cuando los científicos generaron una vacuna dirigida contra el virus, demostraron que redujo drásticamente la capacidad de las bacterias para infectar heridas en ratones.

Los hallazgos del estudio, que se detallan en un artículo que se publica este viernes en 'Science', podrían alimentar nuevas formas de prevenir infecciones crónicas e intratables al evitar que las bacterias resistentes a los antibióticos se afiancen en primer lugar. El descubrimiento de que los fagos fomentan las infecciones bacterianas también añade una capa de complejidad previamente inesperada a la relación entre nosotros y los miles de millones de bacterias que habitan en nuestro intestino y otros órganos.

El doctor Paul Bollyky, profesor asistente de enfermedades infecciosas y de microbiología e inmunología, es el autor principal del estudio, en el que comparte autoría con la estudiante graduada Johanna Sweere. "Hemos sabido durante mucho tiempo que tienes hasta 10 cuatrillones de fagos en tu cuerpo, pero solo pensamos que lo que fuera que estaban haciendo era estrictamente entre ellos y sus bacterias comensales --dice Bollyky--. Ahora, sabemos que los fagos también pueden entrar en tus células y enfermarte".

Actualmente, no existe una vacuna aprobada dirigida contra 'P. Aeruginosa', un patógeno cada vez más resistente a los medicamentos que infecta los pulmones de la mayoría de los adultos con fibrosis quística y representa un porcentaje considerable de todas las infecciones de úlceras diabéticas, úlceras y heridas por quemaduras. En 2017, la Asociación Mundial de la Salud nombró a 'P. Aeruginosa' como uno de los patógenos de "prioridad crítica" que representan la mayor amenaza para la salud humana.

"Veo esto todos los días en mi práctica clínica --dice Bollyky--. Lo que comienza como un pequeño corte no puede curarse como resultado de una infección bacteriana persistente y resistente a los medicamentos. El costo en términos de enfermedad, muerte y dólares es enorme. Las úlceras de pie diabético infectadas son la principal causa de amputación", señala.

La 'P. Aeruginosa' se infecta frecuentemente con un fago llamado Pf, el cual vive dentro de la bacteria, pero puede ser expulsado de la superficie bacteriana al ambiente circundante (como una herida), al igual que el virus del herpes que vive en nuestras células y se elimina mediante los herpes labiales.

En el estudio, el equipo de Bollyky mostró que Pf era común en las heridas infectadas con 'P. Aeruginosa'. Los investigadores examinaron a 111 pacientes con heridas no curadas con infección microbiana y encontraron que 37 de ellos estaban infectados con 'P. Aeruginosa'. Dos tercios de las heridas infectadas con 'P. Aeruginosa' portaban Pf, una fracción que crecía cuanto más tiempo persistía una herida.

Para probar que Pf realmente promueve las infecciones por 'P. Aeruginosa' en lugar de simplemente coexistir con ellas, los científicos inocularon pequeñas heridas en la piel de ratones con cepas de 'P. Aeruginosa' que contenían o no contenían Pf. Observaron que las dos cepas diferían enormemente en su capacidad para establecer infecciones de la herida. La dosis de inoculación necesaria para dar como resultado una infección por 'P. Aeruginosa' fiable fue 50 veces mayor si carecía de Pf.

A continuación, los científicos observaron qué podía estar haciendo Pf con las células inmunes que podrían afectar a la capacidad de 'P. Aeruginosa' para mantener una infección. En una placa de laboratorio, encontraron que la presencia del fago en 'P. Aeruginosa' redujo en diez veces el número de bacterias invasoras que fueron envueltas por los fagocitos del ratón o humano, las células inmunes que ingieren, luego digieren e invaden las bacterias. "Los fagocitos perdieron el apetito", sentencia Bollyky.

DETECTORES MOLECULARES DE ACTIVACIÓN

El equipo de Bollyky determinó que los tramos del material genómico del fago activan detectores moleculares en los fagocitos, dirigiendo la respuesta del sistema inmune de un antibacteriano a uno antiviral. Cuando un fagocito se encuentra con una bacteria, la respuesta apropiada es engullirla, masticarla y llamar a más tropas, pero la respuesta de los fagocitos a un virus es diferente, afirma Bollyky. "Si eres una célula inmunitaria, ingerir un virus es absolutamente lo peor que puedes hacer, porque lo dejas entrar y te infectas", añade.

Entonces, solo es sensible que un fagocito que entra en contacto con un virus cierre la fagocitosis. La respuesta inmunitaria antiviral adecuada implica la generación de anticuerpos para marcar las células infectadas con virus y para indicar a otros tipos de células inmunitarias que se acerquen y destruyan cualquier célula portadora de virus con la que se encuentren.

Lo que hace Pf dentro de los fagocitos, dice Bollyky, es como alguien que está activando la alarma de incendios cuando debería haber llamado a la policía. "Si 20 camiones de bomberos se acercan a la escena del crimen, eso facilita que el ladrón se escape", afirma.

Los investigadores generaron una vacuna que contenía un componente de una proteína Pf y notaron que reducía a la mitad la incidencia de heridas infectadas con 'P. Aeruginosa' positiva para Pf. También generaron anticuerpos que se dirigen específicamente al mismo componente proteico y mostraron que funcionaron al menos tan bien como la vacuna.

Bollyky y sus colegas han solicitado una patente sobre la propiedad intelectual asociada con la vacuna, y planean probarla en animales grandes como un paso hacia los posibles ensayos clínicos. La visión de Bollyky es vacunar a las personas contra la Pf cuando se les diagnostica fibrosis quística o diabetes por primera vez, así como a personas en hogares de ancianos y hospitales, para protegerlas de las infecciones por 'P. Aeruginosa'.

Dado que una vacuna tarda en despertar el sistema inmunológico, sugirió que los anticuerpos dirigidos contra Pf (que pueden producirse a granel y almacenarse durante largos periodos) podrían ser útiles en casos de quemaduras, cuando no hay una advertencia previa. La vacuna contra Pf podría resultar efectiva contra otras bacterias patógenas, como 'E. coli' y 'Klebsiella pneumoniae', que también pueden portar Pf y tienden a co-infectar las heridas colonizadas por 'P. Aeruginosa', señala Bollyky.