Luchar contra la resistencia a los medicamentos es como montar muebles modulares: descubrimientos pioneros en Cracovia

Investigación realizada por el equipo D-hab. Rafai Masafi fue publicado en «Comunicaciones de la naturaleza» Así lo informaron representantes de la Universidad Jagellónica en un comunicado de prensa enviado al PAP.

Las bacterias también tienen sus propias enfermedades infecciosas, más precisamente, infecciones virales. Los fagos, así se llaman los patógenos bacterianos, infectan las células bacterianas y a menudo provocan la muerte de las bacterias. Curiosamente, estos virus bacterianos mortales representan una gran oportunidad para la humanidad. La resistencia a los medicamentos ha sido un gran desafío durante varias décadas.

Las cepas bacterianas resistentes a muchos, y a veces a todos, los antibióticos conocidos son un problema cada vez mayor en los hospitales y fuera de ellos. Según las estimaciones, a medida que continúa la tendencia de la resistencia a los antibióticos, el número de muertes causadas por infecciones con microorganismos resistentes a los antibióticos, dentro de 30 años, puede llegar a 10 millones. Incapaz de seguir el ritmo de la producción de nuevos antibióticos, la humanidad lleva años buscando nuevas soluciones, incluidos los fagos.

¿Podemos utilizar los fagos de forma eficaz en medicina? Aquí la ciencia tiene malas y buenas noticias.

La mala noticia es que las bacterias y los fagos han estado en una carrera armamentista evolutiva durante miles de millones de años: comenzaron mucho antes de que aparecieran las primeras células animales en la Tierra. Estos miles de millones de años de experiencia han llevado a las bacterias a desarrollar su propio sistema inmunológico, que les permite defenderse eficazmente contra los fagos.

Pero la buena noticia es que los fagos aún pueden mutar rápidamente y eludir la inmunidad bacteriana. Pero el problema es que no entendemos completamente cómo funciona esto. «Para liberar el potencial terapéutico de las bacterias, necesitamos comprender mejor cómo se adaptan a las células bacterianas en rápida evolución», se lee en el comunicado.

Una nueva investigación realizada por científicos de la Universidad Jagellónica sugiere algo sorprendente: los virus bacterianos son increíblemente plásticos genéticamente.

Todo organismo vivo contiene material genético (genoma), que consta de muchos genes. Los genes codifican información sobre diferentes características, como el color de ojos o el color de piel en los humanos.

Los científicos han utilizado herramientas bioinformáticas modernas para comparar cientos de miles de genes de virus bacterianos con sensibilidad y precisión. Cuando analizaron los datos, vieron algo sorprendente: muchos genes diferentes compartían partes entre sí.

«Nuestra investigación revela que los genes de los fagos a menudo se componen de partes separadas, capaces de evolucionar de forma independiente y combinarse en diferentes combinaciones. Esto se puede comparar con un juego de cartas, donde en lugar de una baraja estándar de 52 cartas, tenemos sus fragmentos a nuestra disposición «Estas partes se encuentran en cientos de combinaciones únicas, creando ‘tarjetas’ completamente nuevas. Gracias a esto, algunos genes son genéticamente más ‘plásticos’ que otros y, por lo tanto, tienen la capacidad de adaptarse rápidamente a bacterias que evolucionan rápidamente. » dice el líder de la investigación, el Dr. Hap. Rafael Mostoi, del Centro de Biotecnología de Małopolska de la Universidad Jagellónica, citado en un comunicado de prensa de su universidad.

Las investigaciones sugieren que la mayoría de los genes plásticos que se encuentran en los fagos son aquellos que codifican proteínas especiales que combaten las bacterias. Estas proteínas son clave para desarrollar nuevos tratamientos que utilicen fagos para combatir infecciones bacterianas.

Ejemplos de estas proteínas incluyen colas de fagos, que pueden reconocer cepas específicas de bacterias, o endolisinas, que destruyen ciertas células bacterianas al descomponer un tipo específico de pared celular. Estos descubrimientos abren nuevas posibilidades en el desarrollo de terapias antibacterianas precisas que se dirijan a las bacterias dañinas y al mismo tiempo protejan aquellas que son beneficiosas para nosotros.

Los resultados de la investigación, sobre los que leemos en el anuncio de la Universidad Jagellónica, ponen nuestra comprensión de la evolución bajo una nueva luz.

“Hasta ahora se pensaba que los genes eran las unidades básicas de la herencia y del proceso evolutivo. «Nuestra investigación añade otro nivel de complejidad a este tema, mostrando que a veces no tanto los genes como sus fragmentos pueden considerarse unidades básicas de la evolución», dice el Dr. Bojna Smoj del Centro de Biotecnología de Malopolska del Instituto de Biotecnología de Malopolska. Universidad Jagellónica, autor de la publicación.

La investigación realizada también se aplica al desarrollo de nuevos tratamientos antibacterianos.

«Los bacteriófagos son altamente selectivos hacia las bacterias e infectan sólo ciertas cepas bacterianas. Por lo tanto, un desafío importante en el uso terapéutico de los bacteriófagos contra las bacterias resistentes a los medicamentos es su combinación adecuada. Nuestra investigación indica una posibilidad revolucionaria para diseñar este tipo de tratamiento. como comparar muebles antiguos con muebles resistentes, plegables de una serie sueca. En el caso de los conjuntos modulares, el mueble y sus prestaciones se pueden cambiar en un abrir y cerrar de ojos, y un elemento que no encaja o está roto se puede sustituir por otro. uno nuevo rápidamente. De manera similar, los tratamientos antibacterianos pueden depender del ensamblaje de nuevos fragmentos de proteínas para que coincidan con una cepa particular resistente a los medicamentos.

La investigación fue financiada conjuntamente por NAWA, NCN y EMBO.

Ciencia en Polonia

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