Investigadores
del Centro Nacional de Biotecnología acaban de publicar en la revista PNAS un
interesante trabajo sobre la estructura de una proteína que emplea el bacteriófago
T7 para anclarse a su huésped, la bacteria Escherichia
coli.
La infección de
los virus es muy específica. Cada tipo de virus infecta a un determinado tipo
celular. Gran parte de esta especificidad depende de las primeras etapas de la
infección: el reconocimiento y la unión a la célula huésped. Muchos
bacteriófagos poseen unas fibras proteicas con las cuales se unen a la bacteria
que van a infectar. En una primera fase esta unión inicial es reversible y
sirve para el reconocimiento específico de la célula bacteriana. En el caso
concreto del T7, las fibras de la cola del bacteriófago interaccionan con un
componente de la envoltura de Escherichia
coli, el lipopolisacárico (LPS) bacteriano. Posteriormente, la fijación se
hace ya irreversible y el virus inyecta su ADN en el interior de la bacteria.
La mayoría de los
bacteriófagos tiene una estructura típica de cabeza icosaédrica (donde se aloja
su ADN), una cola helicoidal contráctil y fibras proteicas terminales. En la
fotografía de microscopía electrónica se observa un bacteriófago T4 adherido a
través de sus fibras al filamento de un flagelo bacteriano.
En este trabajo han
empleado técnicas de cristalografía de rayos X de alta resolución para analizar
con precisión la estructura de las fibras mediante las que el bacteriófago T7
se une a la bacteria. Así, han comprobado que estas fibras están formadas por
tres unidades de una misma proteína, que tiene un área justo antes de la zona
que se une a las bacterias que dota a estas fibras de flexibilidad. Una
flexibilidad que parece ser importante a la hora de que el virus se ancle
correctamente sobre la pared bacteriana.
Pero, ¿cuál es la
transcendencia e importancia de este sofisticado trabajo?. El objetivo final es
el de sustituir a los antibióticos por virus que matan a las bacterias. Como ya
hemos comentado otras veces en microBIO, uno de los retos actuales de la
microbiología es la lucha contra las bacterias resistentes a los antibióticos.
El emplear bacteriófagos (virus que matan bacterias) como terapia
antibacteriana es una idea muy vieja que ya se les ocurrió a los que
descubrieron por primera vez este tipo de virus hace casi cien años! Sin
embargo, como cada bacteriófago se adhiere de forma muy específica a una
especie concreta de bacteria, en principio estos virus nunca podrían usarse de
forma generalizada. Por ello, los investigadores trabajan sobre la idea de
crear mediante mutaciones puntuales una gran variedad de bacteriófagos que
puedan ser utilizados contra todo tipo de bacteria. El primer paso es estudiar
el mecanismo exacto por el que los bacteriófagos se colocan sobre la bacteria y
se anclan a su membrana justo antes de empezar la destrucción de la misma. Así,
gracias a la alta resolución de los datos obtenidos, han podido localizar con
precisión las zonas concretas a través de las cuales se produce la unión entre
el bacteriófago y la bacteria.
Esta
investigación es, por tanto, un paso más para poder diseñar y construir mutantes de bacteriófagos capaces de unirse muchas bacterias patógenas distintas para poder
ensayar su empleo como una alternativa a los antibióticos.
En esta fotografía de
microscopía electrónica se observan varios bacteriófagos T2 adheridos a la
pared celular de Escherichia coli e
inyectando su ADN.
Se puede observar el filamento de ADN del bacteriófago
dentro del citoplasma de la bacteria.
Este post se ha
realizado con la colaboración de Alfonso Mora, divulgador científico
del CNB.
Structure of the receptor-binding
carboxy-terminal domain of bacteriophage T7 tail fibers. García-Doval C, et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2012, May
29.
El principal problema con la terapia de bacteriófagos no es la especificidad, es el sistema inmune del hospedero que reconoce a los bacteriofagos como no propios
y si son atenuados también?
Interesante y didáctica entrada
Muchas gracia por seguir el blog!
Muy interesante!!Sobre todo el trema de la fagoterapia
Podría ser una gran solución pero tengo una duda: No afectaría a el microbioma existente en nuestro cuerpo como por ejemplo las bacterias de nuestros intestinos?
Marco, gracias por tu comentario. En principio no, los bacteriófagos son muy específicos, cada tipo de bacteriófago infecta un tipo concreto de bacteria. Incluso puede ser, en determinados casos, una alternativa a los antibióticos, que sí suelen ser de amplio espectro y pueden también dañar nuestra microbiota. Un saludo,
Ignacio
Buenas profesor, me pregunto si sería necesario conocer el genoma de cada uno de las bacterias patógenas para producir así las mutaciones pertinentes en el genoma del bacteriófago.
Un saludo
Muy interesante, este mundo del cual todos somo atacados constantemente, una curiosidad, ESTÁN SEGUROS QUE LOS VIROFAGOS MATAN A LA BACTERIA?, no será que le cambia su información?.
Soy alumna nueva del curso 2018. Dejo estas inquietudes. Gracias
Hola, estuvo muy interesante el artículo, Profe por favor indíqueme si podemos vivir con bacteriófagos en el cuerpo humano. Muchas gracias
Si, como estamos repletos de bacterias (mira este enlace https://microbioun.blogspot.com.es/2016/10/cuantas-bacterias-tenemos-en-nuestro.html), esas bacterias a su vez son huésped de bacteriófagos, así que hay bacteriófagos en nuestro interior.
Saludos
Ignacio