Una nova investigació ha fet un pas més cap a l'aprofitament dels virus per a combatre la infecció bacteriana, col·laborant d'aquesta manera a reduir l'amenaça de la resistència als antibiòtics, segons publiquen els seus autors en la revista Cell Host & Microbe.
Un nombre cada vegada major d'infeccions, com la pneumònia, la tuberculosi, la gonorrea i la salmonel·losi, estan desenvolupant resistència als antibiòtics, cosa que significa que són cada vegada més difícils de tractar, la qual cosa es tradueix en majors taxes de mortalitat, estades hospitalàries més llargues i costos més elevats.
La teràpia de fagos és el concepte d'utilitzar virus inofensius per als humans per a matar bacteris. Aquesta teràpia pot utilitzar-se en combinació amb antibiòtics per a curar les infeccions de forma més eficaç i reduir la possibilitat que els bacteris desenvolupin resistència als antibiòtics. No obstant això, els bacteris també poden desenvolupar resistència als fagos.
El nou estudi de la Universitat d'Exeter, al Regne Unit, ha aportat claredat sobre com combinar millor els antibiòtics i la teràpia amb fagos.
Els investigadors van realitzar experiments de laboratori amb Pseudomonas aeruginosa, un bacteri que causa malalties en pacients immunodeprimits i amb fibrosi quística. Van exposar al bacteri a vuit tipus d'antibiòtics i van descobrir diferències en els mecanismes pels quals els bacteris desenvolupen resistència als fagos, la qual cosa afecta la seva nocivitat.
Els virus penetren en les molècules de la superfície cel·lular per a infectar als bacteris. Igual que el sistema immunitari humà, els bacteris tenen el seu propi sistema de defensa CRISPR, format per proteïnes que combaten la infecció. Igual que en les respostes immunitàries humanes, això significa que el virus infecta al bacteri i després la mata. En el procés, el sistema CRISPR del bacteri aprèn a reconèixer i atacar al virus en el futur.
No obstant això, els bacteris tenen una segona opció de defensa. També poden canviar la seva pròpia superfície cel·lular per a evitar la infecció, perdent el receptor al qual normalment s'adhereixen els fagos. Aquesta opció té un cost per als bacteris: es tornen menys virulentes, cosa que significa que ja no causen la malaltia, o la malaltia es torna menys greu.
En l'estudi, quatre dels vuit antibiòtics provats van provocar un augment espectacular dels nivells d'immunitat basats en CRISPR. Tots aquests antibiòtics són bacteriostàtics, és a dir, no maten directament a les cèl·lules, sinó que actuen alentint el seu creixement.
"Un problema de salut pública de primer ordre"
El professor Edze Westra, de la Universitat d'Exeter, recorda que "la resistència als antibiòtics és un problema de salut pública de primer ordre, per la qual cosa hem de prendre mesures ràpides i urgents. La teràpia amb fagos podria ser una part important del conjunt d'eines per a reduir l'ús d'antibiòtics i utilitzar-los en combinació per a augmentar la seva eficàcia".
"Hem comprovat que en canviar el tipus d'antibiòtics que s'utilitzen en combinació amb els fagos, podem manipular la forma en què els bacteris evolucionen la resistència als fagos, augmentant les possibilitats que el tractament sigui eficaç -explica-. Aquests efectes haurien de tenir-se en compte durant la teràpia combinada de fagos i antibiòtics, donades les seves importants conseqüències per a la virulència dels patògens".
La teràpia amb fagos es va utilitzar per primera vegada en 1919, quan el microbiòleg parisenc Félix d'Hérelle va administrar un còctel de fagos a un nen de 12 anys, que aparentment va curar la seva greu disenteria. No obstant això, malgrat les promeses inicials, la recerca es va esgotar en els anys 40 quan el món va començar a adoptar la solució mèdica ràpida dels antibiòtics.
Ara, la recerca torna a cobrar impuls com a part de la solució per a reduir la resistència als antibiòtics. Encara que es tracta d'una alternativa prometedora, amb alguns estudis de casos notables sobre el funcionament de la teràpia amb fagos en individus, un obstacle per al seu ús generalitzat és que els bacteris poden desenvolupar ràpidament resistència als fagos, a través de la immunitat CRISPR-Cas o mitjançant la modificació de la seva superfície.
Els investigadors demostren que l'efecte dels antibiòtics bacteriostàtics que desencadenen la immunitat CRISPR-Cas es deu al fet que la replicació dels fagos a l'interior de la cèl·lula és més lenta, la qual cosa proporciona més temps perquè el sistema CRISPR-Cas adquireixi immunitat i elimini la infecció per fagos. La recerca identifica, per tant, la velocitat de replicació dels fagos com un factor crucial que controla la possibilitat que els sistemes CRISPR-Cas es defensin contra els virus.
L'autora principal, la doctora Tatiana Dimitiru, de la Universitat de Exeter, ressalta que "aquest estudi proporciona una visió fonamental de les limitacions dels sistemes immunitaris CRISPR enfront dels virus. Recentment es va descobrir que molts sistemes immunitaris CRISPR-Cas estan associats a respostes cel·lulars que fan que els bacteris alenteixin o detinguin el seu creixement davant la infecció per fagos, i especulem que això pot ser important perquè les cèl·lules desencadenin una resposta immunitària eficaç", afegeix.
