¿Fagoterapia?

Ésta es una historia bastante corta, pero de un progreso bastante grande. En 1896 Ernest Hankin, bacteriólogo y naturalista británico, reportó por primera vez haber observado una actividad antibacteriana muy curiosa en Vibrio cholerae en muestras de agua tomadas de los ríos Ganges y Junna en la India. Esta actividad fue descrita a causa de una sustancia no identificada que atravesaba los poros y poco resistente al calor. Este fenómeno fue observado por otros bacteriólogos de la época, sin lograr identificar con exactitud esta sustancia misteriosa (1). Sin embargo, en 1915 un médico y microbiólogo británico, Frederick Twort, logró aislar por primera vez la sustancia misteriosa de Ernest Hankin, insinuando que se podría tratar de parásitos intracelulares. Su investigación no logró confirmar la existencia de estos agentes bacteriolíticos, más que su descripción que hoy conocemos como virus, principalmente por falta de recursos, pero en 1916 el francocanadiense Félix d ́Herelle pudo confirmar y dar nombre a estos entes como »Bacteriófagos», caracterizando su ciclo lítico y desarrollando muchas de las técnicas de crecimiento y contaje que hoy se utilizan (2). La comunidad médica y científica de la época se mostró escéptica al descubrimiento y no lo consideraban importante, d’Herelle era un visionario y considerado medio tonto por algunos. El escepticismo permanecía incluso después comprobar que los cultivos de Shigella dysenteriae aislados de muestras fecales de pacientes con disentería, desaparecían en el tiempo en forma de círculos más claros en el agar (3). Pocos reconocieron su importancia, y otros le atribuían otras causas, como características propias de las bacterias o la posibilidad de un fermento químico corporal causada por las bacterias infecciosas. Hasta la invención del microscopio electrónico en 1940 no se pudo reconocer este nuevo agente (4). Si bien los descubrimientos de d’Herelle fueron realmente importantes y las posibles aplicaciones terapéuticas que estos »agentes» tenían parecían bastante prometedoras, los científicos se fueron dando cuenta que los conocimientos y las herramientas disponibles en ese entonces no eran suficientes para poder manipular eficiente y racionalmente los bacteriófagos por lo que en los años 40 se dejó de trabajar en esta posible herramienta terapéutica, reemplazándola por el nuevo y eficaz descubrimiento de Alexander Fleming para tratar las infecciones bacterianas, la Penicilina (5). Pese al descubrimiento de la Penicilina como agente antibiótico, esto no fue la muerte del uso de los bacteriófagos de forma terapéutica, en realidad significó todo lo contrario. Las investigaciones en relación a éstos comenzaron a florar en otros ámbitos, lideradas por quienes creían que la idea de d’Herelle no era una locura. En 1938, Max Delbruck comenzó su trabajo en el campo de la Biología Molecular con bacteriófagos, en colaboración de Salvador Luria y Alfred Day Hershey, se centraron en comprender las características fundamentales de la “vida” de los bacteriófagos (1). En el año 1943,  Thomas Anderson obtuvo la primera microfotografía electrónica de un fago, revolucionando el entendimiento de éstos. Ya en en 1969, el equipo Delbruck-Luria-Hershey ganaron el Premio Nobel de Medicina por su caracterización de la composición química del virión (sus proteínas y material genético) (6).

La Biología Combinatoria fue un concepto nuevo introducido por Renato Dulbecco en 1982. Sugirió que los péptidos inmunogénicos derivados de antígenos caracterizados en agentes patógenos se podían fusionar con las proteínas de la cápside del fago (»Phage-Display») y esto podía ser utilizado como componente principal en vacunas libres de células. A partir de esto, surgió un nuevo campo en la investigación científica que favoreció el desarrollo de las tecnologías necesarias para el estudio de péptidos y proteínas, desarrollando las primeras vacunas con el concepto de Dulbecco que posteriormente fueron probadas en animales con resultados bastante positivos de los que podemos ser testigos hoy en día (1). La Biología Molecular moderna nos ha permitido identificar con mucha certeza qué son los bacteriófagos descritos por d’Herelle y cómo es que estos funcionan. Son un tipo de virus, parásitos intracelulares obligados que infectan células bacterianas, con marcado tropismo celular, compuestos por proteínas de envoltura, o cápside, que cubren y contienen su material genético, DNA o RNA de hebra doble o simple en muchos casos. No son considerados »materia viva» porque no poseen un mecanismo propio para reproducirse o replicarse por sí mismos, necesitando de forma obligatoria de bacterias para cumplir esta tarea (5). Los ciclos replicativos de los virus comprenden 2 vías: lítica y lisogénica. La vía lítica la llevan a cabo los fagos temperados donde la célula hospedera reconoce al bacteriófago, inyecta su material genético dentro de la célula y éste replica rápidamente copias virales hasta ser liberados por lisis celular gracias a la síntesis de lisozimas producidas por éstos y la gran concentración de fagos al interior de la célula. La otra vía, la lisogénica, es llevada a cabo por los fagos virulentos, a diferencia de la vía lítica, los virus no son replicados si no que el material genético del virus se inserta en el genoma bacteriano (5) (Ver artículo »Los virus y su hablamiento: comunicación viral y posibles implicaciones en biomedicina»). De acuerdo a estos conceptos, la »Fagoterapia» consiste en la aplicación de bacteriófagos como herramienta terapéutica para distintas enfermedades, algo similar a lo que hacía d’Herelle en sus primeras investigaciones. En la actualidad la investigación en base bacteriófagos ha dado lugar para el desarrollo de centros líderes en esta línea. El Instituto Hirzfeld es el centro que ha proporcionado los datos más importantes sobre el tratamiento de más de 5500 casos de infecciones bacterianas supurativas en humanos, como semas, peritonitis, osteomielitis, ente otras, la mayoría casos de pacientes con infecciones crónicas. Los fagos utilizados para el tratamiento de estas infecciones son administrados vía oral previo tratamiento con antiácidos para proteger a los fagos de la acidez gástrica. Finalmente se chequea la llegada de los fagos al torrente sanguíneo con un inmunoensayo. Investigadores polacos reportaron que el 90% de los pacientes tratados se recuperó satisfactoriamente cesando la supuración, cerrándose heridas y fistulas (7). La literatura científica actual del tema sugiere potenciales usos prácticos de las interacciones Fago-Sistema Inmune para apoyar la lucha contra el aumento generalizado de la resistencia a antibióticos de parte de bacterias responsables de un variopinto de enfermedades. La terapia con bacteriofagos aumenta la exposición de las células eucariontes del paciente a estos »virus procarióticos”, y puede ejercer un efecto especialmente en las células inmunitarias (8). Por tanto, es extremadamente significativo desde el punto de vista de bioseguridad determinar si los fagos afectan o no las funciones de los fagocitos, células del sistema inmune presentes en la sangre que son capaces de captar microorganismos y restos celulares para luego »fagocitarlos» y degradarlos. Lo anterior cobra relevancia aún más si los fagos se aplican en pacientes inmunodeprimidos, los cuales constituyen una proporción significativa de los pacientes que califican para la terapia experimental con fagos. El año 2009, Kurzepa y colaboradores afirmaron en su artículo que «el conocimiento actual sobre las interacciones de los fagos con los componentes celulares del sistema inmune de los mamíferos es escaso e insuficiente, especialmente considerando el creciente interés en la aplicación de estos virus en la vida humana. Creemos que la continuación de esa investigación es indispensable» (9). En los años siguientes se han acumulado nuevos e importantes datos que arrojan más luz sobre las interacciones fago-fagocito y como esto puede contribuir a mejorar las técnicas del uso de bacteriófagos en la resistencia microbiana, problema grave de la actualidad en la salud pública mundial.

REFERENCIAS 1.- Segundo-Arizmendi, N.; Hernández-Baltazar, E.; Villegas , O. & Torres-Angeles , O. (2010). Los bacteriófagos como una alternativa en el tratamiento de enfermedades infecciosas Bacterianas (Fagoterapia). Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas, 41(3), 17-26. 2.-  Valpuesta, J. (2008). A la búsqueda del secreto de la vida. Consejo superior de investigaciones científicas, 132-136. 3.- Dublanchet, A., & Bourne, S. (2007). The epic of phage therapyCanadian Journal of Infectious Diseases and Medical Microbiology18(1), 15-18. 4.- A. Klug 1978-1979 . Análisis de imágenes y la reconstrucción en la microscopia electrónica de macromoléculas biológicas. ‘ Chemical Scripta ‘ ‘ ‘ 14 ‘ ‘ ‘ . 245 a 256 5.- Weber-Dabroska, B., Mulczyk, M., Gòrski A., 2000. Bacteriophage therapy of bacterial infections: an update of our institute ́s experiance. Archivum Inmunologiae  erapy Experimentals, 48(6):547-551. 6.- Hayes W. Max Ludwig Henning Delbrück—4 de septiembre 1906-10 de marzo 1981. Biogr Mem Natl Acad Sci. 1992;62:67-117. 7.- Vispo N., Puchades, Y., 2001. Bacteriófagos: de la terapia con fagos a la Biología combinatoria. Biotecnología Aplicada, 18:135-147. 8.- Górski, A.; Mie ̨dzybrodzki, R.; Borysowski, J.; Da ̨browska, K.; Wierzbicki, P.; Ohams, M.; Korczak-Kowalska, G.; Olszowska, N.; Łusiak-Szelachowska, M.; Kłak, M.; et al. Phage as a modulator of immune responses: Practical implications for phage therapy. Adv. Virus Res. 2012, 83, 41–71. 9.- Kurzepa,A.; Dabrowska,K.; Skaradzin ́ski,G.; Górski,A. Bacteriophage interactions with phagocytes and their potential significance in experimental therapy. Clin. Exp. Med. 2009, 9, 93–100.]]>