Los virus amistosos nos protegen contra las bacterias – ScienceNOW

Las bacterias pueden ser amigas y enemigos ya que causan la infección y la enfermedad, pero también nos ayudan a bajar de peso e incluso a la lucha contra el acné . Ahora, un nuevo estudio revela que los virus también tienen una doble naturaleza. Por primera vez, los investigadores han demostrado que pueden ayudar a nuestros cuerpos a combatir microbios invasores.

“Esta es una historia muy importante”, dice Marilyn Roossinck, ecologista viral en la Universidad Estatal de Pennsylvania, University Park, que no participó en el trabajo. “No tenemos muchos ejemplos de virus beneficiosos.”

Una de las líneas más importantes de la defensa contra los invasores bacterianos es el moco. La sustancias viscosa que recubre el interior de la boca, la nariz, los párpados y el tracto digestivo, por nombrar sólo unos pocos lugares, crea una barrera para el mundo exterior.

“El moco es en realidad una sustancia realmente fresca y complejo”, dice Jeremy Barr, un microbiólogo de la Universidad Estatal de San Diego en California y autor principal del nuevo estudio.

Su consistencia gelatinosa es gracias a las mucinas, moléculas con borde de cepillo y forma de botella que tienen un esqueleto de proteico rodeado de cadenas de azúcares. En medio de las mucinas está una sopa de nutrientes y productos químicos adaptados para mantener los gérmenes cerca, pero no demasiado cerca. Los microbios, tales como bacterias, viven cerca de la superficie de la capa, mientras que el moco en la parte inferior, cerca de las células que lo producen, es casi estéril.

La mucosidad es también el hogar de los fagos, virus que infectan y matan las bacterias. Se pueden encontrar donde residen las bacterias, pero Barr y sus colegas se dieron cuenta de que había aún más fagos en el moco que en las zonas libres de muco justo a unos milímetros de distancia. La saliva circundante a las encías humanas, por ejemplo, tienen unos cinco fagos por cada célula bacteriana, mientras que la relación en la superficie de la mucosa de la propia mucosidad estaba más cerca de 40 a 1. “Eso estimuló la cuestión”, dice Barr. “¿Qué están haciendo estos fagos? ¿Y si están protegiendo el anfitrión?”

Virus bacteriófagos entrando en una bacteria

Virus bacteriófagos entrando en una bacteria

Para averiguarlo, Barr y sus colegas cultivaron tejido pulmonar humano en el laboratorio. Los pulmones son una de las superficies del cuerpo que están protegidos por el moco, pero los investigadores también tenía una versión de las células pulmonares en las que la capacidad de hacer el moco había sido anulada. Cuando se incubó durante la noche con la bacteria Escherichia coli, la mitad de las células en cada cultivo murieron, el moco no hizo ninguna diferencia para la supervivencia. Pero cuando los investigadores agregaron un fago que mata a E. coli en los cultivos, las tasas de supervivencia se dispararon a las células productoras de moco. Esta disparidad demuestra que los fagos pueden matar las bacterias dañinas, dice Barr, pero no es claro si ayudan o perjudican a las bacterias beneficiosas, que puede depender de los tipos de fagos presentes.

En una serie de experimentos relacionados, el equipo encontró que los fagos están llenos de moléculas parecidas a los anticuerpos que se agarran a las cadenas de azúcar en las mucinas. Esto mantiene a los fagos en el moco, donde tienen acceso a la bacteria, y sugiere que los virus y el tejido productor de mucosa se ​​han adaptado para que sean compatibles entre sí ,según informó el equipo hoy en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Las superficies cubiertas de moco no son exclusivas de nuestro interior, se pueden encontrar en todo el reino animal. Protege los cuerpos enteros de peces, gusanos, y los corales, por ejemplo. Los fagos de protección parecen estar igualmente generalizados: Barr y sus colegas encontraron densas poblaciones de fagos en todas las especies que probaron. “Es un sistema inmune novedoso que creemos que es aplicable a todas las superficies de la mucosa, y es uno de los primeros ejemplos de una simbiosis directa entre fagos y un animal huésped”, dice Barr.

En este estudio, los investigadores eligieron el fago y la bacteria, pero es posible que el animal huésped elige fagos específicos para controlar ciertos tipos de bacterias, por el equipamiento de las mucinas de azúcares particulares que los fagos reconocen. El siguiente paso, dice Barr, es explorar cómo funciona esta simbiosis en las mucosas de la vida real de todo tipo, en los que muchos tipos diferentes de fagos y bacterias están interactuando.

“Esta es una novedad en toda la relación microbioma-huésped”, añade Michael McGuckin, biólogo de la mucosa de Investigación Mater, un instituto de investigación médica en el sur de Brisbane, Australia, que no participó en el trabajo. El hallazgo, dice, podría ayudar a comprender enfermedades como la enfermedad inflamatoria intestinal (EII). Todos tenemos un ecosistema de cientos de especies de bacterias en nuestro intestino, pero los pacientes con EII tienen un ecosistema perturbado con diferentes especies dominantes. Estas enfermedades, que incluyen la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa, también implican una ruptura de la mucosa que reviste el intestino, dice, y este nuevo estudio sugiere que la falta de inmunidad a fagos basada podría ser el vínculo entre los síntomas.

McGuckin está intrigado por la idea de que los fagos pueden ayudar a seleccionar los tipos de bacterias que viven dentro de nosotros. “Hay un montón de preguntas en torno a cómo este sistema puede controlar las poblaciones microbianas en el intestino, lo que cada vez más se ha demostrado que es importante en la obesidad y la diabetes, y todo tipo de condiciones humanas.”

También puede ser posible diseñar un fago compatible con el moco que puede combatir la infección o alterar el equilibrio microbiano del cuerpo, aunque esa posibilidad es todavía muy distante. Este trabajo, Barr dice, “nos obliga a reevaluar el papel de los fagos. Esperemos que esto hará que la gente piensa acerca de lo que hacen y cómo podemos utilizarlos para nuestro interés y ayudar a combatir la enfermedad.”

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