miércoles, 18 de septiembre de 2019
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Un virus cosmopolita

Un estudio llevado a cabo por 117 científicos en 65 países, incluida la Argentina, detectó la presencia de crAssphage, un bacteriófago de sorprendente ubicuidad, en los intestinos de un tercio de la humanidad. Hallado también en primates, se cree que es un virus tan antiguo como el linaje humano y que evolucionó junto a él.

Por Pablo Taranto

 

 

(Nexciencia) Es un virus cosmopolita, benigno, y está presente en los intestinos de un tercio de la humanidad. Se llama crAssphage, es un bacteriófago –o sea, un virus que sólo infecta bacterias– y fue rastreado en aguas residuales por un estudio global que realizaron, en colaboración, 117 científicos de 65 países en seis continentes. Extremadamente ubicuo, hallado en casi todas partes, con variaciones filogenéticas localizadas en cada región geográfica pero también con cepas idénticas del virus obtenidas en individuos de naciones remotas entre sí crAssphage es un “ciudadano del mundo”, parte integral del microbioma de miles de millones de personas. Y su presencia, igualmente abundante en primates, sugiere, además, que ha evolucionado junto a nosotros. O más bien, en nosotros.

Imagen microscópica del crAssphage (foto coloreada artificialmente).

 

 

 

La bióloga Mariana Piuri, investigadora del CONICET en el Instituto de Química Biológica (IQUIBICEN, UBA-CONICET) y profesora del área de Microbiología del Departamento de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, fue una de las especialistas en “fagos” que participó del estudio, publicado en la revista Nature Microbiology, analizando muestras locales para ilustrar la gran dispersión filogeográfica de crAssphage y al mismo tiempo su diversidad.

El proyecto fue liderado por el microbiólogo Robert Edwards, de la Universidad de San Diego (Estados Unidos), y el bioinformático Bas Dutilh, de la Universidad de Utrecht (Holanda), “y ha sido único, con investigadores de todo el planeta contribuyendo a la comprensión global de los cambios que se producen en nuestro microbioma, que es una parte esencial de quienes somos”, explica Piuri.

¿Qué es crAssphage? El curioso nombre proviene de “cross-assembly”, la herramienta informática de comparación metagenómica desarrollada por Edwards que permitió identificar este bacteriófago en muestras de casi todo el orbe.

“Los bacteriófagos son, como todos los virus, parásitos. Carecen de una maquinaria metabólica propia y usan la de la bacteria que infectan para reproducirse. Y son, también como todo virus, específicos, es decir, tienen un hospedador determinado, en un rango más amplio o más acotado, e infectan bacterias de un mismo género, de una especie única y aún de una cepa única”, comienza Piuri. Los fagos, agrega, “son las entidades biológicas más abundantes en la Tierra, en un número de 1031”.

“Si en un momento se dijo que éramos lo que comíamos, ahora se dice que somos eso por las bacterias que procesan lo que comemos, y por la influencia que esa microbiota tiene en muchas funciones de nuestro organismo, desde lo inmunológico hasta la regulación del sistema nervioso”.

En esa microbiota intestinal, formada por gran número de bacterias, también conviven los fagos que las infectan, y que de alguna manera regulan las poblaciones bacterianas.

“El viroma intestinal suele ser bastante estable a lo largo de la vida de un individuo –describe la investigadora–. Por supuesto, responde a cambios: cuando vos tomás un antibiótico, uno de los efectos es que se produce una diarrea, porque hay un desbalance de bacterias benéficas en la microbiota del intestino. Los cambios en la proporción relativa de determinadas bacterias modifican la cantidad de los bacteriófagos asociados a ellas, y viceversa”.

Mariana Piuri. Foto: Archivo Exactas Comunicación.

 

Cuando crAssphage se describió por primera vez, en 2014, resultó sorprendente su presencia metagenómica en muestras de materia fecal de procedencias diversas y la abundancia relativa de este fago respecto de otros. “Aquella primera identificación se hizo a través de secuencias de ADN, o sea, nadie aisló el fago ni obtuvo una imagen. Y se tardó un par de años más en aislar la partícula viral e identificar a sus hospedadoras, pertenecientes al género Bacteroides, bacterias anaeróbicas que viven en el intestino humano y que no son patógenas”, precisa Piuri.

El paso siguiente fue impulsar una investigación global en busca de crAssphage, a partir de más de 32 mil secuencias de ADN de muestras tomadas en plantas de tratamiento de efluentes (contaminadas con materia fecal) de decenas de países. Curiosamente, los estudios en la Argentina y Chile estuvieron entre los pocos que no hallaron el fago, aunque el dato no permite sacar conclusiones filogeográficas para la región, y Piuri continúa analizando muestras.

“Se detectaron muchas cepas de crAssphage, con pequeñas variaciones, y lo que se vio es que hay una similaridad de los fagos obtenidos en cada zona geográfica y, al mismo tiempo, cepas idénticas en personas de diferentes continentes, posiblemente debidas a flujos migratorios recientes. Como todo virus, los fagos tienen una alta tasa de mutación y evolucionan rápidamente”, explica la investigadora, y resalta su hallazgo en primates como un indicador de que el bacteriófago descubierto es tan antiguo como el linaje humano.

Cuando se descubrieron los bacteriófagos, hacia 1915, lo primero que se pensó fue en su aplicación terapéutica. Se usaron en esa época para combatir, por ejemplo, infecciones con Shigella, la bacteria que provoca la disentería. Sin embargo, la revolución de los antibióticos los eclipsó. “Pero no en todos lados. En Europa del Este, particularmente en Georgia, se continuó investigando, y hoy, del mismo modo que en Occidente se receta, por ejemplo, amoxicilina, allá se prescribe una suspensión de bacteriófagos que se compra en la farmacia –relata Piuri–. Ahora la fagoterapia vuelve a ser un boom, sobre todo por la aparición de cepas resistentes a los antibióticos. Se están usando para tratar enfermedades graves, como la fibrosis quística, en pacientes a los que no les sirvieron las terapias convencionales. De hecho, existen terapias personalizadas, con un costo altísimo: se aísla el microorganismo que causa la infección y se lo contrasta con toda una colección de fagos, para producir grandes cantidades y aplicarlos. Hay muchísimos ensayos clínicos, pero no sólo para demostrar su efectividad sino también su inocuidad: porque los fagos son mediadores en la transferencia horizontal de genes, y podrían sacarlos de una bacteria y llevarlos a otra. Además, así como existe la resistencia a los antibióticos, también hay en las bacterias mecanismos de resistencia a los fagos. O sea, falta mucho para desarrollar fagoterapias masivas”.

Respecto de crAssphage, en principio no parecería tener un correlato terapéutico, puesto que aún no se hallaron –lo que no quiere decir que no existan– efectos beneficiosos ni tampoco adversos asociados a su presencia en el organismo. “Obviamente, si ha convivido con nosotros durante tantos millones de años, es un fago benigno –finaliza Piuri–, pero por la misma razón no podemos descartar, en términos evolutivos, que sea incluso beneficioso en el control del balance de la flora microbiana. Todavía no lo sabemos”.

 

 

La investigación

Del estudio internacional liderado por Robert Edwards, microbiólogo y metagenomista de la Universidad de San Diego, participaron 117 científicos de 65 países. Varios de esos investigadores han sido profesores invitados en el curso sobre bacteriófagos que desde 2015 dicta la doctora Mariana Piuri, junto a Raúl Raya, en el Departamento de Química Biológica de Exactas UBA, y que ha sido financiado por el Centro Latinoamericano de Formación Interdisciplinaria (CELFI), el Centro Argentino Brasileño de Biotecnología (CABBIO) y el Programa de Biotecnología para América Latina y el Caribe de las Naciones Unidas (UNU-BIOLAC).
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