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Fagoterapia

  • 30 octubre 2020
  • Por Evangelina Esmeralda Quiñones Aguilar

La fagoterapia, consiste en la utilización de bacteriófagos o fagos para tratar infecciones por bacterias, principalmente en seres humanos, aunque también se puede utilizar en animales y en plantas. Los bacteriófagos son un tipo de entes biológicos diminutos cuyas medidas están en el orden de los nanómetros, etimológicamente su nombre quiere decir “comedores de bacterias”. Los bacteriófagos, también conocidos como fagos han existido desde que las bacterias existen, no obstante, fueron descubiertos de manera independiente por dos científicos hace poco más de un siglo.

 

En 2017 se cumplieron cien años de la primera publicación acerca de bacteriófagos donde Félix d’Herelle (1917) informó a la comunidad científica de la existencia de un “microbio invisible” con actividad lítica en bacterias y al que nombró bacteriófago, acuñando desde entonces la palabra con la que se identifican actualmente. Sin embargo, dos años antes, F. Twort (1915) publicó un trabajo donde realizó observaciones de lisis bacteriana, pero proporcionando en su artículo tres argumentos distintos sobre el fenómeno observado y sin concluir con precisión sobre la hipótesis del virus lítico. El mecanismo de lisis bacteriana de un bacteriófago consiste en que éstos se unen a receptores localizados en la superficie de la membrana bacteriana e inyectan su ADN o ARN genómico en el citoplasma, apropiándose de esta forma de la maquinaria celular para reproducirse y destruir a la bacteria infectada. Desde su descubrimiento los bacteriófagos fueron empleados para el tratamiento de enfermedades bacterianas como la disentería bacilar causada por enterobacterias del género Shigella y el cólera, una enfermedad infectocontagiosa intestinal aguda causadas por la bacteria Vibrio cholerae, naciendo así la fagoterapia o terapia a base de bacteriófagos. Sin embargo, años después el tratamiento con bacteriófagos disminuyó hasta decaer completamente en el mundo occidental cuando la penicilina, descubierta en 1929 por Alexander Fleming, fue empleada a gran escala durante la segunda guerra mundial. Desde entonces, los antibióticos han salvado innumerables vidas. Actualmente, los antibióticos son cada vez más impotentes ante la resistencia a múltiples fármacos (MDR) que han adquirido las bacterias, lo que representa una crisis global en el mundo de las infecciones causadas por bacterias. Dicha situación es una de las grandes amenazas de salud pública con una estimación por la ONU de pérdidas de 50 millones de seres humanos al año 2050. Actualmente se trabaja en el estudio y comprensión de los mecanismos de las bacterias para resistir a los fármacos, así como en el desarrollo de nuevos fármacos que puedan hacer frente a las bacterias resistentes. Sin embargo, ante la falta de antibióticos efectivos, las bacterias de tipo MDR van en aumento y la fagoterapia se plantea como una solución a este grave problema.

Dado que la fagoterapia para el combate de enfermedades causadas por bacterias puede ser aplicada en seres humanos tanto de manera localizada como sistémica, en animales, en cultivos agrícolas y en alimentos contaminados con bacterias causantes de enfermedades como Salmonella, Echerichia coli, etc. El estudio de los bacteriófagos es un tema interesante que requiere de conocimientos de bacteriología y de virología y en el que desde la década de los 90 se ha observado un creciente interés por parte de los microbiólogos en realizar investigaciones en torno a ellos.

Actualmente, en el mundo de la investigación microbiológica se estudia a los bacteriófagos desde distintos contextos y campos de abordaje y se evalúa la posibilidad de desarrollar a la fagoterapia como una herramienta confiable que pueda ser usada en beneficio de la sociedad. Desde este contexto en algunos países, principalmente en Europa existen diversos ensayos a nivel preclínico y clínico que muestran la efectividad de los bacteriófagos contra bacterias de tipo MDR causantes de enfermedades infecciosas difíciles de controlar. En el CIATEJ, desde el año 2008 el Dr. Gabriel Rincon-Enriquez, junto con su equipo de colaboradores; el Dr. Alejandro Solís y la Dra. Evangelina Quiñones y algunos estudiantes de posgrado y pregrado han aislado y evaluado bacteriófagos para el control biológico de bacterias fitopatógenas que causan severos daños a la agricultura. Algunos de las especies vegetales de importancia económica abordadas desde este campo y que se han trabajado en el laboratorio de Fitopatología del CIATEJ son: frijol, agave, chile, pitahaya, manzana y nardo entre otros (Figura 1), así mismo han realizado proyectos de investigación sobre el control de bacterias deterioradoras que afectan a alimentos cárnicos de la industria alimentaria en colaboración con investigadores y estudiantes de posgrado de la Unidad de Tecnología Alimentaria del CIATEJ, principalmente con la Dra. Dolores García. En agricultura la terapia o tratamiento con fagos implica la búsqueda y evaluación de bacteriófagos específicos de la bacteria blanco o agente causal de la enfermedad que se busca controlar (dado que será la presa del bacteriófago) y su posterior aplicación al cultivo. Todo esto basándose en el conocimiento de la biología de la bacteria y el ciclo de desarrollo del cultivo. La búsqueda, hallazgo y desarrollo de un antibiótico efectivo conlleva un desarrollo complicado, además de mucho tiempo, dado que requiere un gran número de pruebas en distintas etapas de su creación. El desarrollo de productos a base bacteriófagos efectivos para su uso en agricultura lleva otro camino, dada su especificidad con la bacteria blanco y su sensibilidad a factores abióticos como radiación solar UV o altas temperaturas, por lo que una consideración importante a tomar en cuenta es su colocación en formulaciones protectoras que puedan ayudarlos a tolerar los factores adversos a nivel de la filósfera y de la rizosfera de la planta cuando las enfermedades a controlar se presentan en la parte aérea o en la raíz respectivamente. En el CIATEJ se cuenta con avances importantes en tema de formulaciones protectoras para los bacteriófagos contra la radiación UV y algunos ensayos de campo donde se ha observado la efectividad de los bacteriófagos en el control de enfermedades como la mancha bacteriana causada por bacterias del género Xanthomonas (Figura 2).

 

 

Bibliografía consultada

Twort, F.W. (1915) An investigation of the nature of ultra-microscopic viruses. Lancet 2, 1241-1243.

D’Herelle, F. (1917) Sur un microbe invisible antagoniste des bacteries dysenteriques. C. R. Acad. Sci. 165, 373-375.

 

 

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