Bacteriófagos, enemigos de las bacterias
( Publicado en Revista Creces, Diciembre 1996 )
Las bacterias se han vuelto resistentes a los antibióticos y estos ya no las pueden combatir. Descubrir nuevos antibióticos ya se hace difícil. Es necesario desarrollar una nueva estrategia y ella puede estar en los virus. Desde hace ya tiempo que se sabe de la existencia de virus enemigos de las bacterias, y con ello podemos asociarnos.
Como atacar a las bacterias
El descubrimiento de los antibióticos, que se inició en Ia década de los 40 y que llegó a suauge en los 80, pareció ser el golpe definitivo contra las bacterias que producían enfermedades infecciosas en eI hombre y los animales. El mecanismo se basaba, en general, en la utilización de sustancias químicas que eran capaces de interferir en alguna etapa metabólica de las bacterias haciendo imposible su viabilidad. Para la selección de estas sustancias se requería también de otra condición: que estas mismas no interfirieran en el metabolismo de las células humanas o animales. Con esta idea "in mente" se descubrieron numerosas sustancias químicas que cumplían con estos objetivos. Porque ellas bloqueaban el proceso vital de las bacterias se les llamó antibióticos.
Todo iba bien encaminado, hasta que se comenzó a notar que algunas bacterias poseían medios de sobrevivencia que les permitían ser resistentes a los antibióticos. Normalmente, cuando se produce una infección bacteriana la administración de antibióticos permite bloquear su metabolismo, pero sin embargó entre ellas hay algunas resistentes que logran sobrevivir. Ello debido a que poseen un trozo de DNA (plasmidio) que contiene una instrucción que permite desarrollar un mecanismo de degradación e inactivación del antibiótico. Ellas son escasas, pero solidarias, de modo que traspasan esta información a aquellas que son sensibles y de esta manera aumenta el número de bacterias resistentes.
Hasta ahora, en la medida que las bacterias se iban haciendo resistentes a algún antibiótico, se buscaban nuevos, para los cuales ellas no tenían resistencia. Sin embargo, esta veta parece agotarse, ya que cada día se hace más difícil descubrir nuevos antibióticos. Lo que era sólo un temor se está haciendo una realidad y existen posibilidades ciertas de que sean las bacterias las que terminen ganando Ia guerra.
Ya son muchas las bacterias que son resistentes a uno ó varios antibióticos. Unas de las que se han hecho más resistentes son los neumococos, gérmenes causantesl de infecciones al oído, neumonías, infecciones de Ia sangre y aun meningitis. Otros son los estafilococos, que son los gérmenes mas frecuentes de las infecciones de la piel, heridasy también causan infecciones de la sangre. También los enterococos, que refugiándose en los hospitales producen infecciones urinarias y de las heridas. El estreptococo, que produce infecciones a la garganta, escarlatina y neumonía. El Vibrio cholera, que produce el cólera, y finalmente el Mycobacterium tuberculosis, que produce la tuberculosis y que en la actualidad está infestando a casi un terció de Ia población mundial. Su resistencia a los antibióticos está en gran medida causando anualmente Ia muerte a más de 3 millones de personas.
Hay virus amigos que pueden ayudar
Ante esta realidad se ha pensado en otra estrategia. Ella no es nueva, porque se conocíaya desde hace algunos años: utilizar virus que son enemigos de las bacterias. A los viruslos hemos mirado siempre como nuestros enemigos, ya que producen diversas enfermedades que aun son más difíciles de tratar que las producidas por las bacterias. Pero si algunos son enemigos nuestros, otros son también enemigos de las bacterias. "El enemigo de mi enemigo, es mi amigó". Con esta filosofía ha surgido Ia idea de asociarnos a los virus enemigos de bacterias, para que ellos nos ayuden a atacarlas.
Los virus son elementos más pequeños que las bacterias. Una bacteria promedio mide un micrón (una milésima de un milímetro). Un virus, en cambió, mide Ia cuarenta ava parte de un micrón. Son tan pequeños que sólo los podemos ver gracias al microscopio electrónico.
Están constituidos por un pequeño trozo de DNA o RNA, envuelto por capas de proteínas. Ellos no son capaces de sobrevivir por si mismos, y necesitan introducirse aI interior de las células y profitar de todo eI sistema productivo de ellas. Es así como en su interior proliferan en grado tan abusivo que terminan por matar las células que los cobijó (Creces Nº 3). Diversos virus específicos son capaces de infestar también células específicas, sean éstas vegetales o animales.
Pero las bacterias son también células, pero sin núcleo, y ellas también son atacadas porvirus específicos. Estas virus que devoran y matan a las bacterias se han denominado bacteriófagos o, para ser más corto "fagos".
Los fagos y su historia
La existencia de los fagos ya se sospechaba desde hace varios años. En 1917, eI bacteriólogo canadiense-francés, quien trabajaba en el lnstituto Pasteur de París, Felix d`Herelle investigando un brote de disentería, encontró algo que le pareció muy raro; al cultivar las bacterias de la disentería y luego pasar el líquido de cultivo turbio por filtros, de pronto éste se clarificaba completamente. Dos años antes el bacteriólogo inglés, Frederick Twort había observado el mismo fenómeno, pero no pudo darle ninguna explicación. En cambio d`Herelle pareció encontrar una que parecía razonable: "Io que causa el aclaramiento de las cultivos son microbios invisibles, un virus parásito de Ia bacteria". El, por primera vez, los llamó "virus".
No deja de ser admirable esta intuición de d´Herelle, ya que en aquella época no se conocían los virus, y nadie los había visto, por Ia sencilla razón de que no se contaba con Ia microscopía electrónica. Su explicación produjo impacto en Ia época, ya que el NewYork Times, en 1925 publicó el siguiente titular: "Los pequeños y mortíferos bacilos tienen enemiqos todavía más pequeños".
En el año 1920, este mismo investigador ideó tratar pacientes de cólera con un bacteriófago específico. Las primeras experiencias parecían favorables, pero luego abandonó la investigación cuando los antibióticos hicieron su triunfal aparición.
Más tarde, cuando se pudo observar los fagos al microscopio electrónico, la hipótesis se fue consolidando. Se observó que los fagos tenían una forma muy especial, con una gran cabeza en cuyo interior guardaban su DNA y una larga cola. Era la cola la que apoyaban en Ia pared de Ia bacteria y, a través de ella como por un tubo, introducían sus genes al interior de Ia bacteria. Allí aprovechaban la maquinaria de ella y se reproducían en gran cantidad hasta destruirla. Más tarde estos nuevos fagos ya Iiberados se introducían a nuevas bacterias, repitiendo así el ciclo aniquilador.
Como utilizar los fagos
Ya se han iniciado los trabajos experimentales, y es así como Carl Merril, Sandra Adhya ycolaboradores, todos del National Institute of Health de Bethesda (Maryland), trabajando con la empresa Exponential Biotherapies, han demostrado que ratas infectadas con bacterias que para ellas son letales, pueden curarse si al mismo tiempo se les administra algunos fagos muy bien seleccionados (New Scientist, Abril 27, 1996, pág. 16).
Esto de seleccionar fagos no es fácil, porque para cepas específicas de bacterias se requiere también de fagos específicos que las ataquen y éstos hay que buscarlos yseleccionarlos.
Cuando las fagos se utilizan por vía oral no hay problemas. Sin embargo, cuando los fagos entran al torrente circulatorio son rápidamente captados por los macrófagos, que son glóbulos blancos que se encuentran en gran cantidad en el bazo, el hígado y Ia médula ósea. No obstante, los investigadores creen que ello es solucionable, ya que el ataque se debería a que los fagos utilizados no estaban absolutamente purificados ylibres de toxinas, que son las que llaman la atención de los macrófagos.
Estos investigadores han estado trabajando también con un fago especial llamado "Pambda" que es capaz de infestar específicamente a Ia Escherichia coli que produce trastornos digestivos. Esta bacteria se encuentra normalmente en eI intestino, pero en ocasiones también puede producir infecciones urinarias e incluso septicemias (infecciones de Ia sangre). Ellos purificaron cuidadosamente los fagos para extraerles posibles toxinas y luego los inyectaron a ratas a las que previamente se les habíasuministrado una dosis fatal de E.coIi. Los animales enfermaron, pero no murieron.
Los investigadores han logrado mayores éxitos seleccionando algunas cepas especiales de fagos, que Iogran sobrevivir más tiempo en el torrente circulatorio. Dos de estas cepas, la llamada Argo 1 y Argo 2, produjeron tan buen resultado que ratas que recibieron dosis fatales de E. coli no sólo sobrevivieron sino que además presentaron sintomatologías muy atenuadas (Proceedings of the National Academy of Science, vol. 93, 1996, pág. 3189).
En la actualidad están ensayando fagos para tratar enfermedades producidas por bacterias resistentes a múltiples antibióticos. Una de esas bacterias es el Enterococo y el Stafilococo, ambos gérmenes difíciles de combatir porque han llegado a ser resistentes a múltiples antibióticos. Los resultados han sido muy interesantes. Los mismos investigadores están tratando de usar fagos para combatir bacterias resistentes de la tuberculosis, que hoy está produciendo estragos.
En fin, los fagos parecen muy atractivos, ya que no producen reacciones alérgicas, como muchos antibióticos y, además, no hay que preocuparse de Ia dosis, ya que basta una sola administración para que ellos capten la bacteria correspondiente y en su interior se multiplican hasta que éstas desaparecen. Por Io tanto, tampoco las bacterias tienen oportunidad de crear resistencia a los fagos. El único problema es que para cada bacteria hay que administrar el fago específico, lo que no sucede con los antibióticos que tienen un amplio espectro de acción. Ello se puede hacer, pero cada caso lleva tiempo, ya que primero hay que individualizar el germen causante de Ia enfermedad y Iuego suministrar el fago específico.
Ya son numerosos los grupos de investigadores que están trabajando en este campo (Discover, Noviembre 1996, pág. 45) y por Io general han sido muy promisorios los resultados que están obteniendo. Parece ser que los fagos son un nuevo camino, yevidentemente hay que recuperar su uso. Tal vez estemos iniciando una nueva era, post antibióticos.
El descubrimiento de los antibióticos, que se inició en Ia década de los 40 y que llegó a suauge en los 80, pareció ser el golpe definitivo contra las bacterias que producían enfermedades infecciosas en eI hombre y los animales. El mecanismo se basaba, en general, en la utilización de sustancias químicas que eran capaces de interferir en alguna etapa metabólica de las bacterias haciendo imposible su viabilidad. Para la selección de estas sustancias se requería también de otra condición: que estas mismas no interfirieran en el metabolismo de las células humanas o animales. Con esta idea "in mente" se descubrieron numerosas sustancias químicas que cumplían con estos objetivos. Porque ellas bloqueaban el proceso vital de las bacterias se les llamó antibióticos.
Todo iba bien encaminado, hasta que se comenzó a notar que algunas bacterias poseían medios de sobrevivencia que les permitían ser resistentes a los antibióticos. Normalmente, cuando se produce una infección bacteriana la administración de antibióticos permite bloquear su metabolismo, pero sin embargó entre ellas hay algunas resistentes que logran sobrevivir. Ello debido a que poseen un trozo de DNA (plasmidio) que contiene una instrucción que permite desarrollar un mecanismo de degradación e inactivación del antibiótico. Ellas son escasas, pero solidarias, de modo que traspasan esta información a aquellas que son sensibles y de esta manera aumenta el número de bacterias resistentes.
Hasta ahora, en la medida que las bacterias se iban haciendo resistentes a algún antibiótico, se buscaban nuevos, para los cuales ellas no tenían resistencia. Sin embargo, esta veta parece agotarse, ya que cada día se hace más difícil descubrir nuevos antibióticos. Lo que era sólo un temor se está haciendo una realidad y existen posibilidades ciertas de que sean las bacterias las que terminen ganando Ia guerra.
Ya son muchas las bacterias que son resistentes a uno ó varios antibióticos. Unas de las que se han hecho más resistentes son los neumococos, gérmenes causantesl de infecciones al oído, neumonías, infecciones de Ia sangre y aun meningitis. Otros son los estafilococos, que son los gérmenes mas frecuentes de las infecciones de la piel, heridasy también causan infecciones de la sangre. También los enterococos, que refugiándose en los hospitales producen infecciones urinarias y de las heridas. El estreptococo, que produce infecciones a la garganta, escarlatina y neumonía. El Vibrio cholera, que produce el cólera, y finalmente el Mycobacterium tuberculosis, que produce la tuberculosis y que en la actualidad está infestando a casi un terció de Ia población mundial. Su resistencia a los antibióticos está en gran medida causando anualmente Ia muerte a más de 3 millones de personas.
Hay virus amigos que pueden ayudar
Ante esta realidad se ha pensado en otra estrategia. Ella no es nueva, porque se conocíaya desde hace algunos años: utilizar virus que son enemigos de las bacterias. A los viruslos hemos mirado siempre como nuestros enemigos, ya que producen diversas enfermedades que aun son más difíciles de tratar que las producidas por las bacterias. Pero si algunos son enemigos nuestros, otros son también enemigos de las bacterias. "El enemigo de mi enemigo, es mi amigó". Con esta filosofía ha surgido Ia idea de asociarnos a los virus enemigos de bacterias, para que ellos nos ayuden a atacarlas.
Los virus son elementos más pequeños que las bacterias. Una bacteria promedio mide un micrón (una milésima de un milímetro). Un virus, en cambió, mide Ia cuarenta ava parte de un micrón. Son tan pequeños que sólo los podemos ver gracias al microscopio electrónico.
Están constituidos por un pequeño trozo de DNA o RNA, envuelto por capas de proteínas. Ellos no son capaces de sobrevivir por si mismos, y necesitan introducirse aI interior de las células y profitar de todo eI sistema productivo de ellas. Es así como en su interior proliferan en grado tan abusivo que terminan por matar las células que los cobijó (Creces Nº 3). Diversos virus específicos son capaces de infestar también células específicas, sean éstas vegetales o animales.
Pero las bacterias son también células, pero sin núcleo, y ellas también son atacadas porvirus específicos. Estas virus que devoran y matan a las bacterias se han denominado bacteriófagos o, para ser más corto "fagos".
Los fagos y su historia
La existencia de los fagos ya se sospechaba desde hace varios años. En 1917, eI bacteriólogo canadiense-francés, quien trabajaba en el lnstituto Pasteur de París, Felix d`Herelle investigando un brote de disentería, encontró algo que le pareció muy raro; al cultivar las bacterias de la disentería y luego pasar el líquido de cultivo turbio por filtros, de pronto éste se clarificaba completamente. Dos años antes el bacteriólogo inglés, Frederick Twort había observado el mismo fenómeno, pero no pudo darle ninguna explicación. En cambio d`Herelle pareció encontrar una que parecía razonable: "Io que causa el aclaramiento de las cultivos son microbios invisibles, un virus parásito de Ia bacteria". El, por primera vez, los llamó "virus".
No deja de ser admirable esta intuición de d´Herelle, ya que en aquella época no se conocían los virus, y nadie los había visto, por Ia sencilla razón de que no se contaba con Ia microscopía electrónica. Su explicación produjo impacto en Ia época, ya que el NewYork Times, en 1925 publicó el siguiente titular: "Los pequeños y mortíferos bacilos tienen enemiqos todavía más pequeños".
En el año 1920, este mismo investigador ideó tratar pacientes de cólera con un bacteriófago específico. Las primeras experiencias parecían favorables, pero luego abandonó la investigación cuando los antibióticos hicieron su triunfal aparición.
Más tarde, cuando se pudo observar los fagos al microscopio electrónico, la hipótesis se fue consolidando. Se observó que los fagos tenían una forma muy especial, con una gran cabeza en cuyo interior guardaban su DNA y una larga cola. Era la cola la que apoyaban en Ia pared de Ia bacteria y, a través de ella como por un tubo, introducían sus genes al interior de Ia bacteria. Allí aprovechaban la maquinaria de ella y se reproducían en gran cantidad hasta destruirla. Más tarde estos nuevos fagos ya Iiberados se introducían a nuevas bacterias, repitiendo así el ciclo aniquilador.
Como utilizar los fagos
Ya se han iniciado los trabajos experimentales, y es así como Carl Merril, Sandra Adhya ycolaboradores, todos del National Institute of Health de Bethesda (Maryland), trabajando con la empresa Exponential Biotherapies, han demostrado que ratas infectadas con bacterias que para ellas son letales, pueden curarse si al mismo tiempo se les administra algunos fagos muy bien seleccionados (New Scientist, Abril 27, 1996, pág. 16).
Esto de seleccionar fagos no es fácil, porque para cepas específicas de bacterias se requiere también de fagos específicos que las ataquen y éstos hay que buscarlos yseleccionarlos.
Cuando las fagos se utilizan por vía oral no hay problemas. Sin embargo, cuando los fagos entran al torrente circulatorio son rápidamente captados por los macrófagos, que son glóbulos blancos que se encuentran en gran cantidad en el bazo, el hígado y Ia médula ósea. No obstante, los investigadores creen que ello es solucionable, ya que el ataque se debería a que los fagos utilizados no estaban absolutamente purificados ylibres de toxinas, que son las que llaman la atención de los macrófagos.
Estos investigadores han estado trabajando también con un fago especial llamado "Pambda" que es capaz de infestar específicamente a Ia Escherichia coli que produce trastornos digestivos. Esta bacteria se encuentra normalmente en eI intestino, pero en ocasiones también puede producir infecciones urinarias e incluso septicemias (infecciones de Ia sangre). Ellos purificaron cuidadosamente los fagos para extraerles posibles toxinas y luego los inyectaron a ratas a las que previamente se les habíasuministrado una dosis fatal de E.coIi. Los animales enfermaron, pero no murieron.
Los investigadores han logrado mayores éxitos seleccionando algunas cepas especiales de fagos, que Iogran sobrevivir más tiempo en el torrente circulatorio. Dos de estas cepas, la llamada Argo 1 y Argo 2, produjeron tan buen resultado que ratas que recibieron dosis fatales de E. coli no sólo sobrevivieron sino que además presentaron sintomatologías muy atenuadas (Proceedings of the National Academy of Science, vol. 93, 1996, pág. 3189).
En la actualidad están ensayando fagos para tratar enfermedades producidas por bacterias resistentes a múltiples antibióticos. Una de esas bacterias es el Enterococo y el Stafilococo, ambos gérmenes difíciles de combatir porque han llegado a ser resistentes a múltiples antibióticos. Los resultados han sido muy interesantes. Los mismos investigadores están tratando de usar fagos para combatir bacterias resistentes de la tuberculosis, que hoy está produciendo estragos.
En fin, los fagos parecen muy atractivos, ya que no producen reacciones alérgicas, como muchos antibióticos y, además, no hay que preocuparse de Ia dosis, ya que basta una sola administración para que ellos capten la bacteria correspondiente y en su interior se multiplican hasta que éstas desaparecen. Por Io tanto, tampoco las bacterias tienen oportunidad de crear resistencia a los fagos. El único problema es que para cada bacteria hay que administrar el fago específico, lo que no sucede con los antibióticos que tienen un amplio espectro de acción. Ello se puede hacer, pero cada caso lleva tiempo, ya que primero hay que individualizar el germen causante de Ia enfermedad y Iuego suministrar el fago específico.
Ya son numerosos los grupos de investigadores que están trabajando en este campo (Discover, Noviembre 1996, pág. 45) y por Io general han sido muy promisorios los resultados que están obteniendo. Parece ser que los fagos son un nuevo camino, yevidentemente hay que recuperar su uso. Tal vez estemos iniciando una nueva era, post antibióticos.
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