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Ciencia y Tecnología
Brasil | 19-05-2021

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Virus que atacan bacterias pueden reducir la contaminación de tubos utilizados en respiradores mecánicos   
En la investigación realizada en la USP, cinco nuevos bacteriófagos fueron empleados y caracterizados con éxito en la descontaminación de tubos endotraqueales. La técnica se mostró eficaz para combatir microorganismos resistentes a los antibióticos (En la imagen, uno de los bacteriófagos aislados en el estudio)
Agencia FAPESP ( Brasil )
Crédito: Viviane de Cássia Oliveira/USP. Traducción Programa INFOCIENCIA
Virus que atacan bacterias pueden reducir la contaminación de tubos utilizados en respiradores mecánicos Un grupo de investigadores apoyado por la FAPESP aisló cinco nuevos virus que atacan exclusivamente bacterias y tuvo éxito al utilizarlos en la reducción de la contaminación bacteriana en tubos endotraqueales usados en la intubación de pacientes. La técnica fue eficiente para combatir bacterias resistentes a antibióticos presentes en ese equipamiento, que permite la provisión de oxígeno a pacientes durante cirugías o en complicaciones respiratorias graves, como las causadas por Covid-19. En esas condiciones, las contaminaciones microbianas pueden llevar a infecciones persistentes y aún fatales.

Investigadores del campus de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo (USP) pretenden ahora aislar las principales proteínas utilizadas por los virus para atacar bacterias y evaluar su efectividad en el recubrimiento de las superficies de productos para la salud, como los tubos endotraqueales. El estudio también contó con la participación de investigadores de la Universidad de Minho, en Portugal, y la Universidad de Innsbruck, en Austria.

“Los bacteriófagos, como se les llama a estos virus, reconocen y se unen a receptores presentes en las membranas bacterianas para introducir su material genético en ellas. Estos virus utilizan la maquinaria de biosíntesis de biosíntesis de las bacterias para replicarse. Después de eso, las membranas y las paredes celulares bacterianas se rompen, liberando los virus al medio extracelular. Este proceso puede ocurrir tanto en bacterias susceptibles como en las resistentes a los antibióticos. Por ello, los bacteriófagos son una alternativa prometedora para el control de estos microorganismos ”, explica Viviane de Cássia Oliveira, quien realizó el trabajo como parte de su doctorado en la Escuela de Enfermería de Ribeirão Preto de la USP (EERP-USP).

El trabajo se enmarca en el proyecto “Bacteriófagos con potencial aplicabilidad en tubos endotraqueales: actividades antibacterianas y antibiofilm”, apoyado por la FAPESP y coordinado por Evandro Watanabe, profesor de la Facultad de Odontología de Ribeirão Preto de la USP (FORP-USP).

El uso terapéutico de bacteriófagos en algunos países europeos, como Polonia, tiene una larga tradición, tal como la Unidad de Terapia de Fagos, que desarrolla investigaciones y diferentes formas de utilizar la llamada fagoterapia. Otros estudios han revelado aplicaciones biotecnológicas innovadoras para los bacteriófagos, como vehículos de administración de fármacos, en el tratamiento de enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson y el cáncer.

El uso potencial de virus para tratar infecciones se debe en gran parte a que los bacteriófagos infectan exclusivamente a las bacterias y, por lo tanto, no pueden causar infección en las células humanas, ya que no reconocen los receptores presentes en nuestras membranas celulares. A su vez, pueden infectar todos los géneros bacterianos, incluidas las cianobacterias, las arqueobacterias y los micoplasmas.

“En nuestros estudios, los virus fueron capaces de reducir diez veces los agregados bacterianos o los biofilms en la superficie de los tubos endotraqueales. Además, de acuerdo con la especificidad de acción y algunas características genómicas, se seleccionaron dos virus para componer un cóctel que, utilizado en la superficie de tubos endotraqueales, fue capaz de reducir la formación de biofilm por cepas multirresistentes en la superficie por hasta siete días ”, afirmó Watanabe.

Los investigadores consideran que los resultados del estudio de los bacteriófagos pueden fomentar el desarrollo de nuevos agentes antimicrobianos para combatir infecciones graves. Las ventajas también implican además bajo daño a la microbiota humana residente y un costo reducido.

Por lo tanto, la siguiente etapa de la investigación implicará el uso de solo las proteínas responsables de la muerte bacteriana, un proceso de destrucción celular causado por la lisis de la membrana plasmática y la pared celular. Una vez obtenidas estas proteínas, denominadas endolisinas, se utilizarán herramientas de nanobiotecnología para producir el recubrimiento de superficies de productos sanitarios, como los tubos endotraqueales.

“La formación de biofilm por bacterias en la superficie de estos tubos se evaluará in vitro y utilizando un modelo de cerdo en respiración artificial. Si los resultados son prometedores, los tubos endotraqueales recubiertos con endolisinas pueden tener aplicabilidad clínica en breve”, dice Oliveira.

Terapias con bacteriófagos
Según la Sociedad Internacional para Virus de Microorganismos (ISVM), alrededor de 40 empresas en todo el mundo están haciendo que los bacteriófagos o productos enzimáticos producidos a partir de estos virus estén disponibles para la investigación y el desarrollo de ensayos preclínicos de fagoterapia.

En la última década, se han realizado esfuerzos para conducir estudios más detallados sobre el uso in vivo de bacteriófagos en el control de infecciones. Además del uso directo para el control o la prevención de infecciones, la investigación en distintas partes del mundo ha demostrado que las enzimas producidas por bacteriófagos pueden administrarse directamente en infecciones como tratamiento principal o adyuvante.

Actualmente, la plataforma de registro de ensayos clínicos Clinical Trials registra 57 estudios que involucran bacteriófagos en el tratamiento de diferentes infecciones. "Los datos indican una tendencia promisoria de aumento del empleo de bacteriófagos y sus subproductos en la lucha contra diferentes infecciones en un futuro próximo", concluye Watanabe.

El artículo más reciente del grupo, Expresión de factores de virulencia por biofilm de Pseudomonas aeruginosa después de una infección por bacteriófagos, se puede leer en: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0882401021001066.

Anteriormente, los investigadores publicaron Bacteriophage Cocktail-Mediated Inhibition of Pseudomonas aeruginosa Biofilm on Endotracheal Tube Surface em: www.mdpi.com/2079-6382/10/1/78.

Otro trabajo deriva de la investigación fue Identification and Characterization of New Bacteriophages to Control Multidrug-Resistant Pseudomonas aeruginosa Biofilm on Endotracheal Tubes, disponible en: www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.580779/.