El grupo de investigación en bioinformática y biología computacional de la Universidad Pablo de OlavideUPOBioinfo, que desarrolla sus investigaciones en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD), ha desvelado un fascinante conflicto entre virus de bacterias, conocidos como bacteriófagos o fagos. Este descubrimiento, publicado recientemente en la revista Cell Reports, podría arrojar luz sobre nuevas estrategias para combatir infecciones causadas por bacterias resistentes a los antibióticos.

La investigación, centrada en la bacteria Acinetobacter baumannii, ha revelado cómo dos virus competidores, a los que han denominado PPTOP (apodado ‘Terminator’) y DgiS1, libran una lucha utilizando esta bacteria como escenario. Ambos virus han desarrollado sofisticados sistemas de ataque y defensa que no solo les permiten enfrentarse entre sí, sino que también parecen beneficiar indirectamente a a la bacteria, al dotarla de herramientas para defenderse de otros virus.

Los enfrentamientos entre los fagos PPTOP y DgiS1 tienen lugar en una región específica del genoma bacteriano conocida como “archipiélago de defensa”.

“Utilizando herramientas de bioinformática y empleando el supercomputador C3UPO de la Universidad Pablo de Olavide, consultamos una base de datos pública donde hay disponibles 9000 genomas de bacterias. Al analizar qué virus estaban integrados en el genoma de la bacteria Acinetobacter baumannii, descubrimos la batalla entre estos dos virus”, explica el profesor de la UPO Antonio J. Pérez Pulido, investigador principal del estudio.

Un hallazgo relevante en la lucha contra superbacterias 

Acinetobacter baumannii es considerada una amenaza prioritaria por la Organización Mundial de la Salud debido a su resistencia a todos los antibióticos disponibles en el mercado y su papel en infecciones hospitalarias graves. En este contexto, la fagoterapia, una estrategia que utiliza virus para combatir bacterias, está ganando interés. Así, este estudio aporta un nuevo conocimiento sobre cómo los bacteriófagos interactúan entre sí y con su hospedador.

El virus ‘Terminator’ emplea un sistema CRISPR-Cas, un mecanismo antiviral altamente eficiente, para bloquear las infecciones por parte del virus DgiS1. Por otro lado, DgiS1 responde con mutaciones en su genoma que lo hacen resistente al ataque de ‘Terminator’. Estos enfrentamientos tienen lugar en una región específica del genoma bacteriano conocida como “archipiélago de defensa”, un arsenal de genes antivirales aparentemente movilizados por los propios virus. 

Lucha entre los fagos PPTOP y DgiS1 por integrarse en el genoma de la bacteria Acinetobacter baumannii. Acuarela de Silvia Cano Martos.

El equipo de UPOBioinfo ha encontrado que el virus DgiS1 prevalece en más de la mitad de los genomas analizados de A. baumannii. Curiosamente, las cepas que portan este virus son las que con mayor frecuencia se aíslan en infecciones hospitalarias, lo que sugiere su éxito en este entorno. “Este hallazgo no solo nos da una visión más detallada de cómo los virus y las bacterias interactúan en la naturaleza, sino que también puede ser clave para desarrollar nuevas estrategias frente a las bacterias resistentes a los antibióticos”, señala Antonio J. Pérez Pulido.

El descubrimiento, además de contribuir al conocimiento fundamental de las dinámicas bacteria-virus, podría allanar el camino hacia tratamientos más efectivos contra bacterias patógenas, un desafío crítico en la medicina moderna.

Referencia:

Alejandro Rubio, Andrés Garzón, Antonio Moreno-Rodríguez, Antonio J. Pérez-Pulido. ‘Biological warfare between two bacterial viruses in a defense archipelago sheds light on the spread of CRISPR-Cas systems’. Cell Reports. 2024 Dec.