La creciente resistencia de las bacterias a los antibióticos se ha convertido en uno de los mayores desafíos de la salud pública mundial, y se estima que, en los próximos años, podría ser la principal causa de muerte en el mundo. Ante esta amenaza, la comunidad científica busca nuevas estrategias para el biocontrol de poblaciones bacterianas, siendo el uso de virus que infectan exclusivamente a las bacterias (denominados bacteriófagos o fagos), una de las estrategias más prometedoras.

El grupo de Biotecnología Microbiana de la Universidad de Murcia (UMU) acaba de describir cómo algunos virus logran eliminar bacterias evadiendo un mecanismo de defensa bacteriano. El estudio, publicado en Nucleic Acids Research, revela que aquellos virus que carecen de la diana del sistema de defensa en la región inicial de su ADN, logran infectar a la bacteria, aunque sí posean esas dianas en otras zonas del genoma.

Este estudio aporta una comprensión más profunda de cómo las bacterias se defienden frente a los virus y cómo éstos consiguen evadir esas defensas. La investigación abre nuevas vías para predecir la eficacia de los fagos, y optimizar su uso para combatir a las bacterias resistentes a antibióticos.

La carrera armamentística entre virus y bacterias

Al igual que nosotros tenemos defensas frente a las infecciones, las bacterias también se protegen de los virus que las atacan. A su vez, surgen mutantes de virus capaces de esquivar esas defensas, y por su parte, las bacterias desarrollan nuevas formas de defenderse. Este enfrentamiento constante entre ambos se conoce como carrera armamentística, y entender bien cómo funciona este proceso es clave para poder usar virus como herramientas para combatir a las bacterias patógenas.

Estudiar cómo se defienden las bacterias de los virus ha permitido descubrir herramientas muy útiles para la biología y la medicina. Por ejemplo, el sistema CRISPR-Cas, descubierto por el investigador español Francis Mojica, es un mecanismo inmunitario que las bacterias usan para defenderse de los virus, y sirvió de base para crear técnicas de edición genética que valieron un Premio Nobel en 2020. Otro de los sistemas, llamado restricción-modificación, permite a las bacterias reconocer y cortar el ADN de los virus, y es fundamental en muchas técnicas de ingeniería genética actuales.

El grupo de investigación de Biotecnología Microbiana de la UMU, en colaboración con los investigadores Peter Fineran, de la Universidad de Otago; y Simon Jackson, de la Universidad de Waikato; ha descubierto que este sistema de restricción-modificación no solo reconoce a los virus por ciertas secuencias de su ADN, sino que también es clave dónde están situadas. Si esas secuencias aparecen al inicio del ADN de los virus, la bacteria puede detener la infección; mientras que, si están en otras partes, el virus consigue evadir la defensa y eliminar la bacteria.

Estos resultados permiten predecir qué virus pueden ser detenidos por las defensas bacterianas y cuáles podrían usarse para controlar infecciones de forma segura. Además, el trabajo publicado muestra que los sistemas de defensa de las bacterias han influido en la evolución de los virus, especialmente en las partes iniciales de su ADN, que son las más variables y suelen disponer de mecanismos para escapar de esas defensas.