Nuestro microbioma está formado por los microorganismos que viven dentro y fuera de nuestro cuerpo. Esta comunidad microbiana compleja reside principalmente en la piel, en la mucosa oral y en los tractos gastrointestinales, es diferente en cada uno de nosotros y vivimos en simbiosis con ella. Concretamente, el microbioma de la piel está formado por múltiples organismos como bacterias, virus y hongos. Estos viven en equilibrio y, algunas enfermedades de la piel, como el acné vulgar, se asocian con sus alteraciones.

La bacteria Cutibacterium acnes (C. acnes) es la más abundante en la piel humana. Existen diferentes cepas de esta bacteria, algunas predominan en la piel sana y otras se asocian al acné, que es una enfermedad multifactorial. En la piel sana existe un equilibrio y en el acné hay un cambio en la abundancia de ciertas cepas, lo cual produce un desequilibrio conocido como disbiosis.

Por lo tanto, el uso de tratamientos antibióticos no es óptimo, ya que suelen matar a las distintas cepas de C. acnes e incluso a otras bacterias de la piel, y altera el equilibrio de la misma. Para abordar este problema el equipo de investigadores ha probado una nueva aproximación que consiste en la manipulación del microbioma para lograr una potencial estrategia terapéutica para el acné sin afectar a su equilibrio.

La estrategia se ha basado en uno de los organismos que se encuentran en el microbioma de la piel, los bacteriófagos. Estos son virus que infectan a las bacterias y que pueden contribuir a su regulación. “En nuestro estudio demostramos que, mediante la terapia con bacteriofagos, es posible modular la composición de las cepas de C. acnes a lo largo del tiempo. Podemos reducir las cepas asociadas con acné sin afectar a las que tienen características beneficiosas”, explica Marc Güell, coordinador del estudio.

Mediante la terapia con bacteriofagos, es posible modular la composición de las cepas de C. acnes a lo largo del tiempo. Pueden reducir las cepas asociadas con acné sin afectar a las que tienen características beneficiosas.

Para atacar a estas cepas específicamente mediante los bacteriófagos los científicos se basaron en un mecanismo que precisamente tienen las bacterias para prevenir infecciones. Estas introducen modificaciones en su ADN que les permiten diferenciar el material genético propio del ajeno. “Usando unos bacteriofagos específicos atacamos a las cepas patogénicas, que son las que no tienen esta estrategia de defensa. Las cepas beneficiosas sí que tienen este sistema defensor frente a los bacteriofagos, por lo que están protegidas frente a la infección”, detalla Nastassia Knödlseder, primera autora del artículo.

En cuanto a las aplicaciones futuras, Nastassia Knödlseder explica que “por ejemplo podríamos usar los bacteriófagos para hacer una “limpieza” de una parte de las cepas existentes que están poblando la piel. Esto nos permitiría tener más espacio disponible para incorporar mejor nuevas bacterias beneficiosas y que estas permanezcan”.

“Este trabajo nos puede ayudar a modular de manera más eficiente el microbioma, tanto para eliminar cepas no deseadas como para facilitar la introducción de nuevas bacterias terapéuticas», concluye Marc Güell.

noviembre 27/2022 (Dicyt)

Referencia:

Knödlseder, N., Nevot, G., Fábrega, M. J., Mir-Pedrol, J., Sanvicente-García, M., Campamà-Sanz, N., … & Güell, M. (2022). Engineering selectivity of Cutibacterium acnes phages by epigenetic imprinting. PLoS pathogens, 18(3), e1010420.

Una terapia con virus bacteriófagos ha mostrado eficacia en un paciente inmunodeprimido con una infección por Mycobacterium chelonae multirresistente. El equipo del Brigham and Women’s Hospital,  de la Escuela de Medicina de Harvard (Estados Unidos), ha combinado el tratamiento con antibióticos y cirugía.

Según explica a SINC Jessica Little, líder del trabajo que se ha publicado en Nature Communications, “los bacteriófagos son virus capaces de infectar y matar bacterias, fueron descubiertos hace unos 100 años y poco después se empezó a explorar su uso terapéutico. Ahora se están contemplando como una opción cada vez más sólida, debido a la creciente amenaza de la resistencia a los antibióticos”.

Los bacteriófagos son virus que infectan y matan bacterias y fueron descubiertos hace unos 100 años. Ahora se están contemplando como una opción terapéutica, debido a la creciente amenaza de la resistencia a los antibióticos, Jessica Little, líder del trabajo.

El caso al que el grupo de Little ha aplicado este tratamiento “es el de un paciente con infección cutánea diseminada por Mycobacterium chelonae con infección refractaria, que sufrió muchas toxicidades relacionadas con los antibióticos. En el ensayo, recibió tratamiento con un único bacteriófago, Muddy, junto con tres antibióticos y un desbridamiento quirúrgico”.

La M. chelonae se asocia habitualmente a infecciones de la piel y tejidos blandos —sobre todo en personas con sistemas inmunitarios débiles—, pero es difícil de tratar debido a la amplia resistencia a los fármacos antimicrobianos. El paciente sufría además artritis seronegativa.

Respuesta clínica “excelente”
La investigadora señala que este régimen combinado produjo una mejora significativa de sus lesiones cutáneas. “Aunque es difícil demostrar la curación de una infección diseminada como ésta, actualmente no hay indicios de que la infección continúe y la respuesta clínica ha sido excelente”.

El hombre logró una disminución de la inflamación y la nodularidad de sus lesiones cutáneas en los meses siguientes al tratamiento, y no tuvo efectos secundarios adversos a la terapia de bacteriófagos, afirma.

Little comenta que “este es el primer caso de terapia con fagos para el tratamiento de esta bacteria en particular: M. chelonae. También es la primera vez en que se ha utilizado un solo fago para tratar una infección micobacteriana en lugar de un cóctel de múltiples fagos”.

Por último, añade, “el paciente desarrolló una fuerte respuesta inmunitaria con producción de altos niveles de anticuerpos contra el fago, pero a pesar de ello, continuó evolucionando bien y no tuvo evidencia de infección recurrente”.

Este es el primer caso de terapia con fagos para el tratamiento de la bacteria ‘M. chelonae’. También es la primera vez en que se ha utilizado un solo fago para tratar una infección micobacteriana en lugar de un cóctel de múltiples fagos, Jessica Little

Interacciones con el sistema inmunitario humano

Según explican los autores del estudio, los bacteriófagos son capaces de infectar y matar a los huéspedes bacterianos, pero su uso clínico actual es limitado debido a las complejas interacciones con el sistema inmunitario humano.

La terapia con estos virus había demostrado anteriormente que puede tratar con éxito la infección por Mycobacterium abscessus (que es ampliamente conocida por su gran resistencia a los antimicrobianos), pero no la infección por M. chelonae

Los resultados muestran que los bacteriófagos podrían ser una estrategia prometedora frente a las infecciones multirresistentes.

Little resalta que el caso estudiado ahora “demuestra que los bacteriofagos pueden ser una opción viable para el tratamiento de las infecciones micobacterianas resistentes a los fármacos, incluso si sólo se dispone de un único fago activo. También pone de manifiesto la necesidad de comprender mejor las interacciones entre el sistema inmunitario del paciente y el fago y cómo podría afectar al éxito del tratamiento”. .

 julio 27/2022 (SINC)

Referencia:

Little J., et al. “Bacteriophage treatment of disseminated cutaneous Mycobacterium chelonae infection“.Nature Coomunications (2022)

Una terapia con virus bacteriófagos ha mostrado eficacia en un paciente inmunodeprimido con una infección por Mycobacterium chelonae  multirresistente. El equipo del Brigham and Women’s Hospital, de la Escuela de Medicina de Harvard (Estados Unidos) ha combinado el tratamiento con antibióticos y cirugía.

Según explica Jessica Little, líder del trabajo que se ha publicado en Nature Communications, “los bacteriófagos son virus capaces de infectar y matan bacterias, fueron descubiertos hace unos 100 años y poco después se empezó a explorar su uso terapéutico. Ahora se están contemplando como una opción cada vez más sólida, debido a la creciente amenaza de la resistencia a los antibióticos”.

Los bacteriófagos son virus que infectan y matan bacterias y fueron descubiertos hace unos 100 años. Ahora se están contemplando como una opción terapéutica, debido a la creciente amenaza de la resistencia a los antibióticos, Jessica Little, líder del trabajo.

El caso al que el grupo de Little ha aplicado este tratamiento “es el de un paciente con infección cutánea diseminada por Mycobacterium chelonae con infección refractaria, que sufrió muchas toxicidades relacionadas con los antibióticos. En el ensayo, recibió tratamiento con un único bacteriófago, Muddy, junto con tres antibióticos y un desbridamiento quirúrgico”.

La M. chelonae se asocia habitualmente a infecciones de la piel y tejidos blandos —sobre todo en personas con sistemas inmunitarios débiles—, pero es difícil de tratar debido a la amplia resistencia a los fármacos antimicrobianos. El paciente sufría además artritis seronegativa.

Respuesta clínica “excelente”

La investigadora señala que este régimen combinado produjo una mejora significativa de sus lesiones cutáneas. “Aunque es difícil demostrar la curación de una infección diseminada como ésta, actualmente no hay indicios de que la infección continúe y la respuesta clínica ha sido excelente”.

El hombre logró una disminución de la inflamación y la nodularidad de sus lesiones cutáneas en los meses siguientes al tratamiento, y no tuvo efectos secundarios adversos a la terapia de bacteriófagos, afirma.

Little comenta que “este es el primer caso de terapia con fagos para el tratamiento de esta bacteria en particular: M. chelonae. También es la primera vez en que se ha utilizado un solo fago para tratar una infección mico bacteriana en lugar de un cóctel de múltiples fagos”.

Por último, añade, “el paciente desarrolló una fuerte respuesta inmunitaria con producción de altos niveles de anticuerpos contra el fago, pero a pesar de ello, continuó evolucionando bien y no tuvo evidencia de infección recurrente”.

Este es el primer caso de terapia con fagos para el tratamiento de la bacteria ‘M. chelonae’. También es la primera vez en que se ha utilizado un solo fago para tratar una infección mico bacteriana en lugar de un cóctel de múltiples fagos, Jessica Little

Interacciones con el sistema inmunitario humano

Según explican los autores del estudio, los bacteriófagos son capaces de infectar y matar a los huéspedes bacterianos, pero su uso clínico actual es limitado debido a las complejas interacciones con el sistema inmunitario humano.

La terapia con estos virus había demostrado anteriormente que puede tratar con éxito la infección por Mycobacterium abscessus (que es ampliamente conocida por su gran resistencia a los antimicrobianos), pero no la infección por M. chelonae.

Los resultados muestran que los bacteriófagos podrían ser una estrategia prometedora frente a las infecciones multirresistentes

Little resalta que el caso estudiado ahora “demuestra que los bacteriófagos pueden ser una opción viable para el tratamiento de las infecciones mico bacterianas resistentes a los fármacos, incluso si solo se dispone de un único fago activo. También pone de manifiesto la necesidad de comprender mejor las interacciones entre el sistema inmunitario del paciente y el fago y cómo podría afectar al éxito del tratamiento”. 

mayo 11/2022 (SINC)

Referencia:

Little J.,  et al. “Bacteriophage treatment of disseminated cutaneous Mycobacterium chelonae infection“. Nature Coomunications (2022)

Usualmente, las bacterias se tratan con antibióticos; sin embargo, el uso excesivo de los mismos hace que la resistencia en bacterias se seleccione y propague más fácilmente, así la eficacia de éstos se ve reducida.

A principios del siglo XX, científicos descubrieron la presencia de unos organismos capaces de destruir las bacterias -los bacteriófagos-, unos virus cuya característica es infectar específicamente a las bacterias. En Occidente, el uso de los bacteriófagos o fagos se dejó de lado por los antibióticos, aunque en Rusia se continuó empleando y los estudios en el área están muy avanzados. A comienzos del siglo XXI, los investigadores occidentales retomaron el estudio de los fagos como una herramienta más de lucha contra las bacterias.

David Tomat, doctor en Ciencias Biológicas e investigador del CONICET en la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas de la Universidad Nacional de Rosario (Argentina), comenzó a estudiar los bacteriófagos en 2009 como parte de su tesis doctoral; desde entonces ha logrado aislar seis fagos diferentes que actúan sobre Escherichia coli.

Los bacteriófagos son de las entidades más abundantes del planeta. Para multiplicarse, el virus se deposita sobre la bacteria e inyecta su ADN en el interior, luego el material genético del virus se reproduce en el interior celular y, a continuación, por un proceso que se llama lisis, destruye la membrana de la bacteria para liberar las nuevas copias virales.

Tomat desarrolla su tarea de investigación en el área de Bacteriología de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, que funciona en el Hospital Centenario de Rosario. Los virus son obtenidos de muestras de coprocultivos de pacientes enfermos, por lo que es probable que, si se aísla un fago de esa muestra, infecte a la cepa patógena que enfermó al paciente ya que el fago y el huésped tienen una relación muy cercana y comparten su medio ambiente.

“Una vez que se aíslan los virus, se comprueba que cumplan con ciertas características para que puedan ser utilizados en la industria alimenticia como una herramienta preventiva para el desarrollo de las bacterias. Los virus deben ser líticos, es decir: que destruyan la bacteria a la que infectan; que no tengan genes de virulencia que puedan generar enfermedades o atacar las bacterias beneficiosas para nuestro organismo; que puedan abarcar la mayor cantidad de cepas bacterianas; y que resistan a ciertas condiciones de producción industrial, por ejemplo, que sean resistentes a la variación térmica” detalla Tomat.

Una vez que los investigadores tienen los bacteriófagos que cumplen con las condiciones necesarias se los clasifica según cuál es la cepa bacteriana sobre la cual presentan actividad lítica y “se analizan distintas concentraciones, tiempo en que actúan. También se evalúa su capacidad lítica en matrices alimentarias, ya sean carnes, lácteos, así como también hay estudios sobre vegetales. Entonces, se inocula artificialmente el patógeno, se lo trata con el bacteriófago y se lo compara con controles sin el bacteriófago y se comprueba si son efectivos” explica el investigador.

Actualmente, David Tomat experimenta con la inclusión de estos fagos en películas comestibles. Estas películas son una novedad de la industria alimenticia para la protección y envasado de alimentos. Las películas se hacen a base de suero de leche, más específicamente a base de whey protein concéntrate (WPC), son comestibles o pueden retirarse poniendo el alimento bajo el agua de la canilla. Las películas protegen a las comidas de la degradación por acción de las bacterias y de la oxidación.

El investigador analiza la eficacia de los fagos en estas películas para evitar el desarrollo de Escherichia coli en alimentos envasados. Esto evitaría la contaminación si se rompe la cadena de frío o se contamina durante su traslado.

Tomat aclara que una medida no anula las demás, como por ejemplo conservar la cadena de frío, mantener la higiene en todo el proceso de producción, manipulación y preparación de los alimentos, así como en los cuidados en la cocción. Se trata de una medida adicional para evitar el desarrollo de las bacterias y así disminuir la incidencia de enfermedades trasmitidas por alimentos (ETA).

Las bacterias, como todos los organismos vivos, buscan su supervivencia, por lo que mutan para preservarse. La reproducción bacteriana, en algunos casos como Escherichia coli, se da cada 20 minutos.

El investigador explica la acción de los virus sobre un alimento: “Los fagos entran en actividad cuando se produce la contaminación con bacterias sobre el producto. Mientras el alimento está refrigerado el virus puede mantenerse inactivo, cuando se rompe la cadena de frío se activa”. En cuanto al hecho de que los virus se ingieren con los alimentos, Tomat puntualiza que los fagos no tienen ninguna incidencia en la salud de las personas, habitualmente ingerimos millones de estos organismos que se encuentran en los alimentos que consumimos diariamente.

La manera más frecuente de contaminación de los alimentos con Escherichia coli se da en el proceso de producción o preparado de los mismos. En el proceso de faena y desposte o cuando se utilizan los mismos elementos para manipular la carne y los vegetales que se comen crudos, también conocido como contaminación cruzada.

Tomando en cuenta esta problemática, el investigador destaca que se trabaja con la finalidad de utilizar los bacteriófagos para la desinfección de los espacios de trabajo donde se producen y elaboran alimentos. Los fagos pueden usarse de manera intercalada o combinada con los sanitizantes que se utilizan regularmente como el cloro, el vinagre o el alcohol.

Para Tomat la lucha contra las bacterias es constante, diariamente se aíslan cepas resistentes a cada una de las estrategias que se emplean para evitar su desarrollo: “Así como existen mutaciones de bacterias resistentes a los antibióticos, hay algunas que pueden repeler a los fagos, por esto una herramienta no anula a la otra, se debe encontrar la mejor combinación para evitar el desarrollo del patógeno”.

El equipo de investigación ha logrado realizar una exitosa combinación de distintos fagos para evitar el desarrollo de cepas de Escherichia coli patógenas de la región en carne cruda.

El uso de productos a base de bacteriófagos en los alimentos fue aprobado por la agencia de control de drogas y alimentos (FDA) de los Estados Unidos. En nuestro país su uso es sólo experimental y aún no han llegado al mercado local.

Tomat realiza su investigación en el Departamento de Microbiología – Área de Bacteriología de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceúticas bajo la dirección de la Dra. Andrea Quiberoni y la co-dirección de la Dra. Claudia Balagué.

junio 25/ 2019 (noticias de la ciencia)

AINIA (España) está investigando la aplicación de bacteriófagos como sustitutivos de antibióticos. En concreto, se está trabajando en una nueva línea de I+D orientada a la búsqueda de soluciones innovadoras basadas en este tipo de microrganismos. La I+D de AINIA en bacteriófagos puede ser aplicada en el ámbito de la salud humana, así como en la agricultura (bacteriófagos como sustitutivos de pesticidas y fitosanitarios), ganadería (alternativa al uso masivo de antibióticos en ganado) y alimentación (para el control de patógenos como la Salmonella o la Listeria monocytogenes, entre otros).

Los bacteriófagos, también llamados fagos, son virus que infectan a las bacterias y son capaces de matar a las bacterias responsables de diversas enfermedades, por lo que representan una alternativa posible para hacer frente al problema de la resistencia a los antibióticos.

Para conseguirlo, se unen a la bacteria patógena huésped, introducen su material genético, se replican dentro de ella y la destruyen, produciendo la lisis bacteriana (ruptura de la membrana celular de la bacteria). De esta manera, a partir de un fago, se producen nuevas generaciones de virus listas para actuar sobre el resto de las bacterias, originando una reacción en cadena que elimina al patógeno.

Además, a diferencia de los antibióticos, los fagos afectan solo a la bacteria diana sin dañar ninguna otra célula y no se han descrito efectos secundarios en su utilización. En cambio, los antibióticos perjudican a un amplio número de bacterias, ocasionando problemas en la microbiota intestinal.

El uso de bacteriófagos podría ser una alternativa, no solo en el ámbito sanitario, sino también en el agropecuario y agroalimentario, puesto que cada vez existen más restricciones en el uso de antibióticos debido a la preocupación por evitar la resistencia de las bacterias a los mismos.

El equipo de especialistas de AINIA trabaja en todas las fases del desarrollo de bacteriofagos: El aislamiento de los mismos, su identificación, su bioproducción y su estabilización para mejorar su vida útil y así aumentar su eficacia frente a las bacterias.
marzo 29/2017 (noticiasdelaciencia.com)