Un nuevo estudio del Imperial College London revela cómo los bacteriófagos «piratas» pueden secuestrar otros virus para infectar bacterias y combatir las infecciones resistentes a los medicamentos.
Los bacteriófagos secuestran otros virus e invaden células bacterianas e propagación. Este es un proceso que puede estar disponible para uso médico en el tratamiento de infecciones resistentes a los medicamentos.
Este hallazgo revela un nuevo mecanismo interesante por el cual las bacterias adquieren un nuevo material genético, incluidas las propiedades que pueden hacer que las bacterias se vuelvan más patógenas o más resistentes a los antibióticos.
Sin embargo, los investigadores creen que estos fagos piratas allanarán nuevas vías para abordar el desarrollo de la resistencia a los antibióticos amenazas de salud globales y herramientas de diagnóstico rápido.
¿Qué es un bacteriófago? ¿Y cómo afecta a otros virus?
Los bacteriófagos son virus que infectan y matan bacterias. Son una de las criaturas más abundantes del planeta, y a menudo son altamente específicas, cada una coordinada para atacar solo una especie bacteriana.
Estructuralmente, se parecen a las jeringas microscópicas. Use una sección de «cabeza» llena de ADN y una sección de cola repleta de fibras espinosas que se enganchen en bacterias e inyecten cargas útiles genéticas.
Sin embargo, los fagos aún no están a salvo de los parásitos. Pueden apuntar a pequeños elementos genéticos llamados «satélites de fago».
Como parte del estudio, el equipo se centró en un poderoso satélite de fagos llamado islas cromosómicas inducidas por fagos de cápside (CF-PICI). Estos elementos genéticos pueden propagar genes debido a la resistencia a los antibióticos y la patogenicidad, y se encuentran en más de 200 especies bacterianas.
Sin embargo, no estaba claro cómo pudieron moverse de manera eficiente.
Cómo CF-PICi ataca a otras especies bacterianas
Descubierto por primera vez por el equipo en 2023, CF-PICIS puede construir su propia cápside (la «cabeza» del virus), pero carece de cola. En otras palabras, por sí mismo, produce partículas no infecciosas y no puede infectar bacteriófagos.
En su última investigación, los investigadores descubrieron una parte faltante del rompecabezas: la cola de secuestro de CF-PICIS tiene una cola de fagos no relacionados, creando un virus «quimérico» híbrido. El resultado son los fagos quiméricos que transportan ADN CF-PICI dentro de sus propias cápsides, pero con una cola derivada de fagos.
Es importante destacar que algunas colas de secuestro CF-PICI de especies de fagos completamente diferentes, expandiendo efectivamente el rango del huésped. Debido a que la cola determina qué bacterias están dirigidas, esta infracción de derechos de autor hace que CF-PICI penetre en nuevas especies bacterianas y explique esencialmente una abundancia generalizada.
Desarrollar nuevos diagnósticos poderosos para ABR
Los investigadores dicen que su significado puede ser importante para la ciencia. Al comprender y utilizar esta infracción molecular de derechos de autor, los investigadores creen que los satélites pueden rediseñarse para atacar a las bacterias resistentes a los antibióticos, superar las defensas bacterianas obstinadas como las biopelículas e incluso desarrollar nuevas herramientas de diagnóstico poderosas.
«Estos satélites piratas no solo nos dicen cómo las bacterias comparten propiedades peligrosas», explicó el Dr. Tiago Diaz da Costa, una escuela imperial de ciencias de la vida. «Pudieron superar algunas de las enfermedades infecciosas más desafiantes que enfrentamos y estimular la próxima generación de tratamientos y pruebas».
El profesor José Penades de la Oficina Imperial de Enfermedades Infecciosas agregó: «Nuestros primeros estudios identificaron por primera vez estos extraños factores genéticos.
«Descubrimos que estos elementos genéticos móviles están formando cápsidas que pueden intercambiar ‘colas’ tomadas de otros fagos para poner su propio ADN en las células huésped. Es un hábito ingenioso de la biología evolutiva, pero también le enseña cómo propagar genes resistentes a los antibióticos a través de un proceso llamado transformación».
El equipo imperial espera presentar patentes para desarrollar aún más el trabajo y comenzar a probar la aplicación de traducción de la tecnología.
Las herramientas co-científicas de IA hacen nuevos avances
Los proyectos vinculados se coordinaron a través de la Iniciativa Fleming (asociación entre Imperial College London y Imperial College Healthcare NHS Trust).
Llamada «co-científicos», la plataforma está diseñada para ayudar a los científicos a desarrollar experimentos más inteligentes y acelerar sus descubrimientos.
Para probar la plataforma, el equipo imperial planteó las mismas preguntas científicas básicas que impulsaron su trabajo. ¿Cómo se propaga CF-PICI en tantas especies bacterianas?
Armado en este punto de partida, utilizando búsquedas web, trabajos de investigación y bases de datos, IA generadas de forma independiente generadas de forma independiente que reflejan las propias ideas demostradas experimentalmente del equipo.
Los investigadores dicen que esto muestra el potencial extraordinario de los sistemas de IA para la «ciencia súper cargada» al acelerarlo en lugar de reemplazar las ideas humanas.
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