Bacteriófagos salvavidas: ahora accesibles, portátiles y fáciles de usar

La gran promesa de los bacteriófagos es que destruyen naturalmente las bacterias, a menudo en situaciones donde los antibióticos fallan.

Sin embargo, hasta ahora no ha habido forma de acceder a ellos de forma rápida y eficiente, especialmente en casos de emergencia de infecciones resistentes a los antibióticos.

Investigadores de la Universidad McMaster, trabajando con un colega de la Université Laval, han desarrollado una nueva forma sencilla de almacenar, identificar y compartir bacteriófagos, lo que los hace más accesibles para los pacientes que los necesitan.

“Los bacteriófagos a menudo se consideran un faro de esperanza, pero son más difíciles de usar que los antibióticos tradicionales porque hay muchas variedades”, dice la investigadora principal Zeinab Hosseinidoust, ingeniera química de McMaster que ocupa la Cátedra de Investigación de Canadá en Bioingeniería de Bacteriófagos.

El trabajo del equipo de investigación se describe en un artículo publicado hoy en la revista Nature Communications.

Los bacteriófagos, o fagos como se les conoce de forma menos formal, son virus beneficiosos que podrían cambiar el curso de la medicina y la agricultura, especialmente a medida que la resistencia a los antibióticos aumenta en todo el mundo.

Cada forma de bacteriófago está especializada para atacar una forma particular de bacteria y nada más, lo que permite dirigir los fagos específicamente a las infecciones mientras se deja sola la bacteria beneficiosa.

Un desafío importante para aprovechar su enorme potencial es crear un acceso más fácil y rápido a las colecciones de fagos.

“No tenemos una biblioteca central de fagos a la que consultar cuando necesitamos usarlos. Por el momento solo tenemos bibliotecas locales descentralizadas de fagos en lugares como laboratorios de investigación y clínicas de propiedad privada”, dice Hosseinidoust. “Lo que hace que todo esto sea aún más desafiante es que hemos estado confiando en las mismas herramientas básicas y técnicas de laboratorio laboriosas para manejar y examinar fagos que nuestros predecesores utilizaban hace más de 100 años cuando se descubrieron los fagos por primera vez”.

Lo que se suma a estas barreras críticas es que los fagos vivos deben suspenderse en viales de líquido y refrigerarse o congelarse, lo que hace que el almacenamiento sea engorroso y dificulte el transporte y el intercambio eficientes de colecciones de fagos.

Los investigadores han superado estos obstáculos desarrollando una plataforma de almacenamiento en seco que juega el papel principal en su nuevo sistema fácil de usar para hacer coincidir rápidamente infecciones específicas con los fagos que pueden detenerlas.

Los fagos son naturales, seguros y efectivos. Son los organismos más comunes de la Tierra, habitan nuestros cuerpos y todos los rincones del medio ambiente, pero sus posibles beneficios aún están apareciendo.

Incluso hoy, los científicos solo han identificado una fracción de todas las propiedades de los fagos.

El trabajo para desarrollar el potencial de los fagos se desaceleró significativamente en la década de 1940 y 1950, cuando la penicilina ocupó el centro de atención del control de infecciones, particularmente en Occidente. Aunque los fagos continuaron estudiándose e implementándose en Europa central y oriental, el interés mundial en los fagos está creciendo una vez más ahora que el poder de los antibióticos está disminuyendo después de generaciones de uso excesivo.

El corazón del nuevo sistema es un medio novedoso, similar a una píldora, que almacena fagos sin refrigeración y los combina con un agente que produce un brillo visible cuando un fago responde a una infección diana.

Utilizando este medio, los investigadores pueden cargar una bandeja de prueba portátil del tamaño de un libro de bolsillo con cientos o incluso miles de muestras de fagos para verificar simultáneamente en lo que a menudo es una búsqueda urgente de una coincidencia.

La nueva tecnología permite almacenar los fagos a temperatura ambiente durante meses hasta que se necesiten, combinando un biobanco y un laboratorio de pruebas en un pequeño paquete.

Un usuario simplemente agrega una muestra de la bacteria diana a cada pocillo de una placa de pocillos precargada, y cualquier resultado positivo se vuelve visible entre 30 minutos y dos horas después.

“Tener acceso rápido a estos laboratorios de prueba portátiles aportaría velocidad y orden a la forma en que las cosas suceden hoy, cuando una clínica u hospital que enfrenta una situación de emergencia a menudo se ve obligado a enviar una llamada desesperada para que se prueben fagos candidatos para su posible uso”, dice el coinvestigador Tohid Didar, ingeniero mecánico que ocupa la Cátedra de Investigación de Canadá en Nanobiomateriales.

Fereshteh Bayat, investigadora postdoctoral en los laboratorios de Didar y Hosseinidoust, había desarrollado el concepto de la tecnología como su proyecto de doctorado.

“Siempre he querido contribuir a algo que tenga un impacto positivo en la vida de las personas”, dice Bayat. “Ver que esto se materializa es muy satisfactorio”.

Los investigadores de McMaster trabajaron con el Dr. Sylvain Moineau en la Université Laval en Quebec City, que alberga el biobanco de fagos de referencia más grande del mundo, y con su colega de McMaster Carlos Filipe, que es un experto en la estabilización de biomoléculas.

La nueva tecnología también facilitaría el uso de fagos en aplicaciones no médicas, como en la agricultura, para controlar infecciones animales y vegetales, dicen los investigadores. Están buscando socios para desarrollar la tecnología para un uso amplio.

“Si todo avanza hacia la aplicación comercial como anticipamos, esto podría revolucionar la forma en que usamos los fagos para diferentes propósitos”, dice Didar.