Un esfuerzo de investigación dirigido por Ōtākou Whakaihu Waka ha generado un mapa estructural detallado de un bacteriófago, que ofrece nuevos conocimientos sobre cómo estos virus podrían usarse para contrarrestar las bacterias resistentes a los medicamentos.
El autor principal, el Dr. James Hodgkinson-Bean, que completó su doctorado en el Departamento de Microbiología e Inmunología, dice que los bacteriófagos son «extremadamente interesantes» para los científicos que buscan alternativas a los antibióticos a medida que la resistencia a los antimicrobianos continúa aumentando.
«Los virus bacteriófagos no son dañinos para toda la vida multicelular y son capaces de atacar y matar de manera muy selectiva a una bacteria objetivo. Debido a esto, se investigan y aplican cada vez más en la ‘terapia con fagos’ para tratar bacterias altamente resistentes a los medicamentos», dice.
Explica que los bacteriófagos son «virus exquisitamente complejos» que infectan bacterias utilizando grandes estructuras mecánicas conocidas como «colas».
El análisis 3D revela cómo ataca un fago Escherichia coli
En el estudio, publicado en Science Advances, participaron investigadores de Otago y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa. Examinaron la estructura de Bas63, un virus que infecta Escherichia colia escala molecular para comprender mejor cómo funciona su cola durante la infección.
«Este tipo de investigación es importante para comprender cómo podemos seleccionar los bacteriófagos óptimos para las terapias y para comprender las diferencias en el comportamiento infeccioso que observamos en el laboratorio», dice la Dra. Hodgkinson-Bean.
La autora principal, la profesora asociada Mihnea Bostina, también del Departamento de Microbiología e Inmunología de Otago, señala que la creciente resistencia a los antibióticos y las crecientes amenazas a la seguridad alimentaria mundial por parte de los patógenos vegetales hacen de los bacteriófagos una alternativa cada vez más valiosa.
«Nuestro modelo detallado de un bacteriófago promueve el diseño racional para aplicaciones médicas, agrícolas e industriales, desde el tratamiento de infecciones hasta la lucha contra biopelículas en el procesamiento de alimentos y los sistemas de agua.
«Más allá de la ciencia, los datos en 3D, que muestran las raras conexiones del virus entre los bigotes y el cuello, las proteínas decorativas del hexámero y las diversas fibras de la cola, pueden inspirar a artistas, animadores y educadores».
Pistas estructurales fortalecen la comprensión de la evolución viral
Según el Dr. Hodgkinson-Bean, los conocimientos sobre la estructura viral también ayudan a aclarar cómo han evolucionado estos virus.
«Si bien el ADN generalmente sirve como el mejor marcador evolutivo en los humanos, la estructura tridimensional de un virus es más informativa sobre sus relaciones evolutivas distantes con otros virus», dice.
El equipo identificó características que anteriormente solo se habían visto en virus que están relacionados muy lejanamente, revelando conexiones evolutivas que no se habían documentado antes.
«Sabemos a través de estudios estructurales que los bacteriófagos están relacionados con los virus del herpes; se cree que esta relación se remonta a miles de millones de años antes del surgimiento de la vida multicelular. Por esta razón, cuando observamos la estructura de los bacteriófagos, estamos observando fósiles vivientes, seres antiguos primordiales.
«Hay algo realmente hermoso en eso».
Aprovechando descubrimientos anteriores
Esta estructura recientemente descrita es la segunda de este tipo documentada por el mismo grupo de investigación. Esto sigue a una investigación anterior sobre los patógenos responsables de las enfermedades de la papa, que se publicó recientemente en Comunicaciones de la naturaleza.