Cautivos del mal: los virus se alian con las bacterias

Cautivos del mal, titulada "The bad and the beautiful", dirigida por Vicente Minelli. Fuente

En la película "Cautivos del mal" de Vicente Minelli, y guión de Charles Schnee, el personaje del productor Shields es un manipulador sin escrúpulos para quien lo esencial es el producto artístico final, tal como él lo concibe, aunque para conseguirlo deba apropiarse de ideas ajenas y rechazar la participación del que parecía su mejor amigo, enamorar a una actriz con la autoestima baja y demasiado pendiente de la botella o alejar (con desastrosas consecuencias) a la entrometida esposa de su exitoso guionista. A pesar del resentimiento frente a Shields tanto el director, como la actriz o el guionistas reconocen que nunca hubiesen alcanzado la fama si no hubiese sido por las malas artes del productor.

Lo que no te mata te hace más fuerte: la viruela dio una ventaja competitiva a los europeos

La viruela y el sarampión fueron una ventaja evolutiva que permitió el éxito y la expansión europea en América. Según el antropólogo Jared Diamond, Pizarro contó con una ayuda microscópica en la batalla de Cajamarca contra fuerzas incas que los superaban en un ratio de 1:50. Según publica en su libro "Gérmenes, armas y acero" el sarampión y la viruela ya habían causado pánico y estragos en la población previamente a la batalla.

El sarampión en adultos es más letal que en niños. Fuente

¿Por qué los incas eran tan susceptibles a la viruela? La viruela originalmente es un virus de vaca. Cuando las poblaciones de Eurasia comenzaron a domesticar la vaca, el virus comenzó a infectar a las poblaciones humanas. La mayor parte de los europeos que llegaron a América tuvieron los virus en la etapa infantil y pudieron pasar las viriasis en esa etapa, por lo que ya disponían de inmunidad natural protectora. En el caso de los indígenas, la falta de contacto previo supuso una ‘virginidad inmunológica’, una falta de respuesta defensiva frente a las nuevas infecciones y por eso, al infectarse de adultos la mortalidad era tan alta.

Los virus bacteriófagos le dan una ventaja competitiva a Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas en principio era una bacteria medioambiental. Vive en todo tipo de lugares, desde piscinas y spas hasta en el jabón desinfectante de hospitales. Por su extraordinaria capacidad metabólica pudo crecer en los ambientes limpios de los hospitales. Al ser los hospitales ambientes en los que los antibióticos están siempre presentes, con el tiempo se seleccionaron cepas resistentes a los antibióticos. Hoy en día, esta bacteria es la principal responsable de las infecciones adquiridas en los hospitales. Recientemente hemos aprendido de que, lo mismo que Pizarro se benefició de su historia evolutiva previa, Pseudomonas también se beneficia de un bacteriófago que antiguamente la parasitaba. Este virus bacteriofago (fago) engaña al sistema inmunitario para que este ignore a la bacteria.

Ciclo del virus del herpes

Con los fagos ocurre lo mismo que con el virus del herpes labial que vive insertado en el ADN de nuestras neuronas. Sólo cuando detectan que su hospedador está estresado es cuando deciden salir de la célula que lo alberga. En el caso de los fagos rompiendo desde dentro a la bacteria, en el caso de las neuronas viajando desde el núcleo de la neurona por todo el axón hasta llegar a las células del labio en donde causa un sarpullido lleno de virus que le permite transmitirse a otro hospedador por un beso, un vaso compartido etc.

Diferencia entre fagos líticos (los que destruyen a las  bacterias) y los lisogénicos (que pueden insertar temporalmente su ADN en el ADN de la bacteria hospedadora)

La bacteria y el fago, llamado Pf, establecen una relación de simbiosis que se sospecha que está más extendida en el mundo microbiano de lo que se creía. Pseudomonas crece en las heridas abiertas de los pacientes de los hospitales. Las Pseudomonas que no tienen en su interior fagos sobreviven menos que aquellas Pseudomonas que si los tienen porque cuando el fago detecta que el sistema inmune ataca a Pseudomonas sale de entre el ADN de la bacteria, hace muchas copias de si mismo, mata a la bacteria y sale por decenas al cuerpo del paciente. Esto hace que el sistema inmunitario se dedique a matar fagos dándole un respiro a las bacterias que pueden seguir colonizando la herida abierta aunque tengan que pagar el peaje de que muchas de ellas revienten por culpa de la proliferación de los fagos. El fago "distrae" al sistema inmune como un señuelo. De esa manera, dejan de acosar a la bacteria que es el hospedador del fago. Este hallazgo ha sido publicado el pasado 28 de marzo en Science y ayudaría a explicar por qué el sistema inmunitario tolera las bacterias beneficiosas, como las presentes en el intestino, y podría guiar el diseño de mejores tratamientos para las infecciones.

Heridas abiertas infectadas por bacterias cautivas del mal

Para comprobar si los fagos influyen en el modo en el que las bacterias interactúan con sus huéspedes, el inmunólogo Paul Bollyky, de la Universidad Stanford, recogió muestras de heridas crónicas, como quemaduras infectadas, de 111 personas. De estas muestras, 37 presentaban infección por P. aeruginosa.

Bollyky y sus colaboradores encontraron que el 68 por ciento de las heridas que contenían P. aeruginosa albergaban también el virus Pf. Cuando transfirieron estas bacterias infectadas por el fago a heridas abiertas de ratones, descubrieron que el número de bacterias necesario para iniciar la infección en los roedores era menor y que estos eran más propensos a morir a causa de esas heridas que cuando eran infectados únicamente con la bacteria P. aeruginosa.

Internalización del fago Pf en una célula de mamífero. La endocitosis de Pf por las células dendríticas y otros leucocitos dispara los receptores de reconocimiento viral, los cuales suprimen la limpieza y eliminación de las bacterias. Esta imagen tridimensional fue generada utilizando microscopía confocal y imágenes apiladas en Z. Púrpura tiñe las fibras de actina, azul el ADN mediante DAPI, el verde es el fluoróforo Alexa Fluor 488 unido a un anticuerpo antiPf4. Fuente

Las bacterias atraían a unas células del sistema inmunitario llamadas fagocitos, los cuales «engullen» a las bacterias pero no a los virus. Los fagocitos intervenían en las heridas infectadas por P. aeuruginosa y Pf y se marchaban poco después de haber engullido unas pocas bacterias. Luego envíaban señales que atraían a otras células del sistema inmunitario encargadas de atacar solo a los virus del área.

Se logró reducir las infecciones causadas por P. aeuruginosa mediante la vacunación de los ratones contra los Pf, antes de infectarlos con la combinación de bacteria y virus.

La matriuska genética expande el territorio de las especies

La matriuska genética son genomas dentro de otros genomas. El caso de Wolbachia es paradigmático: la bacteria es parasitada por un virus que le da la capacidad de manipular el ratio entre sexos en especies de artrópodos. Tenemos virus, bacteria y pluricelulares trabajando juntos en un espacio común. En el caso que nos ocupa P. aeuruginosa y Pf inauguran un nuevo territorio: las heridas abiertas de pacientes de hospitales. Un nuevo territorio para P. aeuruginosa y también para el fago Pf.  Los médicos tratarán a estos pacientes con antibióticos y la bacteria irá adquiriendo material genético de manera horizontal para hacer frente a esos nuevos antibióticos.

Para saber más:

https://www.nature.com/articles/d41586-019-00991-4
https://science.sciencemag.org/content/363/6434/eaat9691
https://www.investigacionyciencia.es/noticias/algunos-virus-bacterifagos-engaan-al-sistema-inmunitario-para-que-no-ataque-a-las-bacterias-17386