Un estudio reciente de la Universidad de Copenhague podría conducir a tratamientos mejores para infecciones, especialmente en la lucha contra la resistencia a los antibióticos.
Las bacterias, como una ciudad bajo ataque constante, tienen un sistema de defensa. Por cada bacteria, hay aproximadamente diez virus, conocidos como bacteriófagos, diseñados para invadir bacterias, lo que puede dañar a las bacterias beneficiosas y contribuir a la resistencia a los antibióticos.
El estudio revela que las bacterias emplean un mecanismo de defensa llamado Zorya para protegerse contra ataques virales. Este sistema puede capturar asaltos virales y destruir el ADN del virus antes de que se replique.
“Muchos de los mecanismos de defensa del cuerpo conducen a la muerte celular, ya que la célula se sacrifica para evitar la propagación de virus invasores. Nos sorprendió ver que el sistema Zorya aborda el problema sin dañar a la célula, lo que es una ventaja significativa,” explicó Nicholas Taylor, investigador en el Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research y coautor del estudio.
Esta investigación involucró la colaboración de científicos de la Universidad Humboldt en Alemania, la Universidad de Otago en Nueva Zelanda, la ETH Zurich en Suiza y la Universidad de Oxford en Inglaterra.
Los hallazgos indican que las bacterias pueden adaptar su maquinaria molecular para repeler infecciones virales, un conocimiento que podría aplicarse en biotecnología y diseño de medicamentos.
“Nuestra cartografía del sistema Zorya y su capacidad para interceptar y combatir bacteriófagos en las primeras etapas de una infección representa un nuevo conocimiento revolucionario sobre este mecanismo de defensa,” dijo Taylor.
Agregó que esta percepción no solo mejora la comprensión de las defensas bacterianas, sino que también podría ser crucial en el desarrollo de nuevos métodos para tratar infecciones resistentes a los antibióticos, sistemas antivirales artificiales y medicamentos que puedan bloquear los mecanismos de defensa de las bacterias dañinas, aumentando así la eficacia de los tratamientos clínicos.
“Además, nuestros resultados pueden contribuir al desarrollo de mecanismos de defensa antivirales capaces de interceptar infecciones virales,” afirmó Haidai Hu, autor principal del estudio.
Para entender cómo funciona el sistema Zorya, los investigadores utilizaron técnicas avanzadas, incluida la criomicroscopía electrónica, que permite visualizar estructuras muy pequeñas, mutagénesis para estudiar la función genética y microscopía de fluorescencia para observar células. También se utilizó la proteómica.
“Aislamos los genes del sistema Zorya—ZorAB, ZorC y ZorD—y los transferimos a bacterias que carecían de este sistema. Las bacterias modificadas resultaron ser particularmente buenas para defenderse contra infecciones virales. En esencia, el sistema Zorya puede combatir virus sin que la célula muera,” dijo Nicholas Taylor.
“Utilizamos la criomicroscopía electrónica para examinar ZorAB, que se puede describir mejor como un pequeño motor que funciona con protones. Este motor ayuda a las bacterias a detectar ataques virales y envía señales que activan otras partes del sistema Zorya, que luego destruyen el ADN del virus, impidiendo su propagación.”
Este estudio representa un avance importante en la comprensión de los mecanismos de defensa de las bacterias. El siguiente paso es investigar más a fondo el sistema Zorya para iluminar su potencial biotecnológico y médico.