Los virus de bacterias adaptan su estrategia de infección por una red de interacciones

Durante el año 2017 se descubrió que los fagos empleaban un determinado sistema de comunicación para decidir su ciclo vital

Un equipo internacional de investigación liderado por el Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV), del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha descubierto que ciertos fagos, los virus de las bacterias, deciden su estrategia de infección y su ciclo vital por un sistema de comunicación “mucho más sofisticado y complejo de lo que se creía”.

En un trabajo publicado a principios de año en la revista ‘Nature Microbiology‘, el equipo de investigación revela que este sistema de comunicación involucra una compleja red de interacciones antagonistas entre proteínas propias del fago y de la bacteria hospedadora. El hallazgo profundiza en el conocimiento del sistema de comunicación de los fagos, una herramienta prometedora para luchar contra las superbacterias resistentes a antibióticos.

Los fagos tienen una sorprendente vida social. En 2017 se descubrió que empleaban un sistema de comunicación denominado arbitrium, que utilizan para decidir qué ciclo vital adoptan después de la infección de su hospedador, lítico o lisogénico. El lítico genera múltiples copias del virus dentro de la bacteria, terminando con la muerte de la bacteria infectada (lisis) y liberando así los fagos. Durante el ciclo lisogénico, el material genético del fago se integra en el cromosoma de la bacteria y así, manteniéndose quiescente, es copiado y transmitido a la descendencia cuando la bacteria se duplica.

Hasta ahora se creía que este sistema arbitrium funcionaba sólo con dos proteínas y un pequeño ARN. Una proteína es un regulador (AimR) y la otra un señalizador (AimP), que se acumula en función de la población (a más células infectadas por fagos, más señalizador). La producción del pequeño ARN (AimX) es decisiva para decidir qué ciclo vital va a seguir el fago.

“Si hay pocas células infectadas habrá poco señalizador y mucho ARN, por lo que el fago inicia el ciclo lítico, generando muchas copias y lisando la bacteria para que los fagos liberados puedan infectar a otras”, describe, en un comunicado, Alberto Marina, profesor de investigación del CSIC en el IBV y uno de los autores principales del estudio.

Por el contrario, “si hay muchos fagos, y por lo tanto se genera mucho señalizador, es difícil que los nuevos encuentren bacterias libres y no les conviene multiplicarse. En estas condiciones es mejor integrarse en el genoma de la bacteria y mantenerse quiescentes hasta que haya de nuevo una ratio bacteria-fago alta”, continúa el investigador valenciano.

En su opinión, esto sólo es el ‘pico del iceberg’ de otros mecanismos de comunicación más complejos entre virus y bacterias. Ahora, junto con los investigadores José R. Penadés (Imperial College de Londres) y Avigdor Eldar (Universidad de Tel Aviv), Marina desarrolla el proyecto TalkingPhages para profundizar en estos sistemas de comunicación microbiana.