Producción de bacteriófagos sin células
Los virus ayudan a combatir las bacterias resistentes a los antibióticos
Cada vez hay más bacterias resistentes a los antibióticos. Los bacteriófagos son una alternativa en la lucha contra las bacterias: Estos virus atacan a bacterias muy particulares de forma muy específica. Ahora, un equipo de investigadores de Múnich ha desarrollado una nueva forma de producir bacteriófagos de forma eficaz y sin riesgos.
Resumen gráfico
Barth van Rossum / Clarafi
La Organización Mundial de la Salud (OMS) considera que los gérmenes multirresistentes son una de las mayores amenazas para la salud. Sólo en la Unión Europea, 33.000 personas mueren cada año como consecuencia de infecciones bacterianas que no pueden tratarse con antibióticos. Por tanto, se necesitan urgentemente tratamientos o fármacos alternativos.
Los bacteriófagos, enemigos naturales de las bacterias, son una solución prometedora. Hay millones de tipos diferentes de estos virus en la Tierra, cada uno de los cuales está especializado en determinadas bacterias. En la naturaleza, los virus utilizan las bacterias para reproducirse; insertan su ADN en la bacteria, donde los virus se multiplican rápidamente. Al final acaban con la célula y pasan a infectar nuevas células. Los bacteriófagos funcionan como un antibiótico específico al atacar y destruir un tipo concreto de bacteria.
Virus para la salud
"Los bacteriófagos ofrecen un enorme potencial para la terapia personalizada y altamente eficaz de las enfermedades bacterianas infecciosas", observa Gil Westmeyer, catedrático de Ingeniería Neurobiológica de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) y director del Instituto de Biomedicina Sintética de Helmholtz Múnich. "Sin embargo, en el pasado no era posible producir bacteriófagos de forma selectiva, reproducible, segura y eficiente, a pesar de que estos son exactamente los criterios decisivos para el éxito de la producción de productos farmacéuticos".
Ahora el equipo de investigación ha desarrollado un nuevo método de producción controlado para crear bacteriófagos de uso terapéutico. La base de esta tecnología fue establecida por un grupo de estudiantes de la TUM y de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich (LMU), que obtuvo un premio en el concurso internacional de máquinas de ingeniería genética (iGEM) de 2018. Este grupo dio luego origen a la spin-off Invitris, que actualmente desarrolla una tecnología de plataforma para medicamentos basados en fagos.
La piedra angular de la nueva tecnología, que ya está en proceso de solicitud de patente y que ahora se utiliza en nuevas investigaciones en la TUM, es una solución nutritiva especial en la que se forman y reproducen los bacteriófagos. La solución nutritiva consiste en un extracto de E. coli y no contiene células viables; se trata de una diferencia fundamental respecto a los anteriores métodos de producción de bacteriófagos, que tradicionalmente utilizaban cultivos celulares con cepas de bacterias potencialmente infecciosas.
En los laboratorios de la TUM, el equipo de Múnich ha podido demostrar ahora la producción dirigida de bacteriófagos en la solución nutritiva sin células: El único componente necesario es el genoma -el ADN simple- de los virus deseados. El genoma contiene todo el plan para la formación de los bacteriófagos. Cuando el ADN se inyecta en la solución nutritiva que contiene los componentes moleculares y las enzimas de la bacteria E. coli, las proteínas se ensamblan de acuerdo con el proyecto: Se generan miles de copias idénticas en sólo unos segundos. "Este método de producción no sólo es rápido y eficaz, sino que también es muy limpio: el proceso elimina la contaminación por toxinas bacterianas u otros bacteriófagos, que son una posible complicación en los cultivos celulares", afirma Westmeyer.
Antibióticos personalizados
Pero, ¿es la nueva solución nutritiva sin células realmente adecuada para la producción de bacteriófagos que podrían utilizarse en terapias individuales? Los investigadores pusieron a prueba la idea junto con el Hospital Bundeswehr de Berlín: A partir de una muestra bacteriana de un paciente que sufría una infección cutánea resistente a los antibióticos, el equipo de Múnich buscó un nuevo y prometedor bacteriófago y aisló su ADN. A continuación, el fago se produjo en la solución nutritiva libre de células y finalmente se utilizó para combatir con éxito la bacteria multirresistente.
Un archivo genético para emergencias
"Nuestros estudios demuestran la viabilidad de un método libre de células para producir bacteriófagos eficaces para la medicina personalizada que también puede utilizarse para abordar infecciones por gérmenes multirresistentes", afirma Westmeyer. Añade que en el futuro la metodología podría utilizarse idealmente junto con un archivo genético que almacenara el ADN de los bacteriófagos pertinentes. Cuando fuera necesario, este archivo podría utilizarse para producir rápidamente bacteriófagos completos en la solución nutritiva, probar su eficacia y aplicar después los fagos en las combinaciones adecuadas, afirma Westmeyer, quien añade que, aunque este trabajo se encuentra todavía en la fase de investigación básica, el método tiene, sin embargo, potencial para los ensayos clínicos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Quirin Emslander, Kilian Vogele, Peter Braun, Jana Stender, Christian Willy, Markus Joppich, Jens A. Hammerl, Miriam Abele, Chen Meng, Andreas Pichlmair, Christina Ludwig, Joachim J. Bugert, Friedrich C. Simmel, Gil G. Westmeyer; "Cell-free production of personalized therapeutic phages targeting multidrug-resistant bacteria."; Cell Chemical Biology (2022).
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