Los "virus amistosos" nos protegen de la infección

Hemos oído hablar de bacterias intestinales amigables que nos ayudan a digerir los alimentos y se cree que son esenciales para el desarrollo intestinal, pero ahora, en un nuevo estudio, los científicos de EE. UU. Sugieren que también tenemos virus amigables que nos protegen contra la infección por bacterias peligrosas como E. coli.
El primer autor, Jeremy Barr, becario postdoctoral de biología en la Universidad Estatal de San Diego, y sus colegas, escriben sobre este "sistema inmune" previamente indocumentado en un documento publicado en línea en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias esta semana.
Los investigadores creen que su descubrimiento podría cambiar la forma en que tratamos varias enfermedades.

Los fagos virales en el moco viven en simbiosis con los anfitriones

Los chinches desagradables causan infecciones al penetrar las superficies del cuerpo que están expuestas al ambiente, como los pulmones que absorben el aire y las agallas que absorben los alimentos.
Es por eso que estas superficies expuestas, en todos los animales, desde los corales hasta los peces y los humanos, tienen capas protectoras de moco que sirven como defensa contra la infección y albergan microbios beneficiosos, que incluyen hongos, bacterias y virus.
Recientemente, los científicos revelaron cuán extensas son estas poblaciones microbianas que viven dentro de nosotros y cómo, con 3,3 millones, los genes de la flora intestinal superan con creces a los 23,000 genes en el genoma humano.
Ahora Barr y sus colegas han descubierto que el moco también contiene una población de virus llamados bacteriófagos que protegen activamente a sus huéspedes de bacterias peligrosas destruyéndolas.
Pero no hacen esto por nada, porque a cambio, están expuestos a un suministro continuo de microbios para darse un festín.
En un informe del estudio por Naturaleza NEWS, Rotem Sorek, un genetista microbiano en el Instituto de Ciencia Weizmann en Israel, describe esta relación entre el virus y el animal como una "forma única de simbiosis".

Un nuevo tipo de sistema inmune

Para este último estudio, Barr y sus colegas tomaron muestras de moco de una variedad de animales, que van desde una anémona de mar a un ratón a un ser humano, y encontraron bacteriófagos adheridos a la capa de moco de todos ellos.
Pusieron bacteriófagos en una capa de tejido productor de moco y vieron cómo formaban enlaces con los azúcares en el moco, lo que los ayudaba a pegarse a la superficie.
En experimentos adicionales presentaron las células mucosas con E. coli bacterias y encontraron que los bacteriófagos en el moco atacaron y mataron a las bacterias en el moco, comportándose como una barrera antimicrobiana que protege a los huéspedes de las infecciones.
Luego confirmaron sus hallazgos realizando los mismos experimentos con células que no producen moco. Los desafiaron con el bacteriófago y E. coli y descubrió que las muestras sin moco tenían tres veces más muerte celular.
En una declaración, Barr se refiere al descubrimiento como un nuevo tipo de sistema inmune:
"Teniendo en cuenta las investigaciones anteriores, podemos proponer el Adherencia del bacteriófago a la mucosa - o BAM - es un nuevo modelo de inmunidad, que enfatiza el importante papel que juegan los bacteriófagos para proteger al cuerpo de los patógenos invasores ".
Frederic Bushman, un microbiólogo de la Universidad de Pensilvania llama al estudio "innovador". Él dice en el Naturaleza NEWS informa que "la idea de que los fagos se pueden ver como parte del sistema inmune innato es original y emocionante".

Barr dice que la investigación podría aplicarse a cualquier superficie mucosa.
"Creemos que BAM influye en la prevención y el tratamiento de las infecciones de la mucosa que se observan en el intestino y los pulmones, tiene aplicaciones para la terapia con fagos e incluso interactúa directamente con el sistema inmune humano", agrega.

Los bacteriófagos reclutados del medio ambiente

Otra característica interesante de este estudio no es solo que los bacteriófagos se pueden ver como un nuevo tipo de sistema inmune, sino que "no se derivan del huésped" sino que se reclutan del entorno para vivir en una asociación mutuamente beneficiosa, en simbiosis, con sus anfitriones .
El autor principal del estudio Forest Rohwer, un ecólogo microbiano en el estado de San Diego, que ha estado estudiando el moco de muchas especies animales diferentes durante un tiempo, había notado que el moco contiene muchos más bacteriófagos que las áreas libres de moco.
Él y sus colegas se volvieron curiosos: ¿cómo fue, por ejemplo, que la saliva, que está justo al lado de las encías, contiene aproximadamente 5 bacteriófagos en cada célula bacteriana, pero en la mucosidad que rodea la encía misma, esta proporción es más como de 40 a 1?
Barr dice en un informe sobre el estudio en Ciencia AHORA, esto les hizo formular la pregunta:
"¿Qué están haciendo estos fagos? ¿Están protegiendo al anfitrión?"
Con su estudio mostraron que una vez reclutados del medio ambiente, el bacteriófago se adhiere naturalmente a las diversas capas de moco en el cuerpo, incluyendo la boca y el intestino. Luego comienza a proteger a su anfitrión, acumulando y atacando bacterias por sí mismo.
Pero Barr cree que estos virus incluso van un paso más allá. Él dice que algunos bacteriófagos no matan a las bacterias, genéticamente las modifican (al insertar su material genético en el genoma del microbio) para protegerlas contra otros fagos.
Él sugiere que esto podría ser cómo los bacteriófagos transmitidos por el moco protegen activamente a las bacterias amigables con el huésped y destruyen las dañinas.

Se espera que el descubrimiento afecte varios campos

Existen numerosos tipos de enfermedades, como la enfermedad inflamatoria intestinal (EII), que incluye la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa, que son causadas por una falla en el revestimiento mucoso del intestino. Los ecosistemas microbianos en las entrañas de los pacientes con EII tienen una mezcla diferente de especies dominantes en comparación con individuos sanos.
Esta "nueva interpretación de toda la relación microbioma-huésped", sugiere "una falla en la inmunidad basada en fagos" podría ser una pista importante sobre lo que vincula estas enfermedades, dice Michael McGuckin, un biólogo de la mucosa de Mater Research en Australia, en el Ciencia AHORA informe del estudio.
Barr sugiere que esta relación simbiótica entre el animal y el bacteriófago ha estado ocurriendo desde que se produjo el moco por primera vez. El modelo BAM que él y sus colegas proponen sugiere que "las superficies de la mucosa y el fago coevolucionan para mantener la adherencia del fago".
Él espera que el descubrimiento "tenga un impacto significativo en numerosos campos". El equipo ahora quiere explorar las implicaciones para la salud humana.
Por ejemplo, Barr cree que es posible cubrir el intestino de una persona con bacteriófagos que se dirigen a bacterias específicas que causan enfermedades.
Los Institutos Nacionales de Salud ayudaron a financiar el estudio.
En 2011, en un asombroso estudio publicado en Naturaleza, los investigadores en Alemania describieron haber encontrado pruebas de que la esclerosis múltiple (EM) es desencadenada por las bacterias intestinales amigas.
Escrito por Catharine Paddock PhD