Investigadores de ETH Zurich, en colaboración con el Hospital Universitario Balgrist, ahora han desarrollado una prueba rápida que emplea los depredadores virales naturales de las bacterias, los bacteriófagos. Los investigadores también modificaron genéticamente los fagos para hacerlos más eficientes en la destrucción de las bacterias patógenas.

Diagnóstico rápido y fiable

Los fagos son virus altamente especializados. Cada especie de fago infecta solo un tipo particular o cepa de bacterias. Los científicos de ETH Zurich del grupo de investigación de Microbiología de Alimentos dirigido por el profesor Martin Loessner ahora están aprovechando esta característica única. El primer paso fue identificar los fagos que son efectivos contra los tres tipos principales de bacterias implicadas en las infecciones del tracto urinario, a saber, Escherichia coli, Klebsiella y Enterococci. Luego, estos fagos naturales se modificaron de tal manera que cualquier bacteria que reconozcan e infecten sea impulsada a producir una señal de luz fácil de medir.

Usando este método, los investigadores pudieron detectar de manera confiable las bacterias patógenas directamente de una muestra de orina en menos de cuatro horas. En el futuro, el método podría hacer posible la prescripción de un antibiótico adecuado inmediatamente después del diagnóstico y, por lo tanto, minimizar el desarrollo de resistencias y mejorar la administración de antibióticos.

El método también tiene otra ventaja: permite a los médicos predecir qué pacientes es probable que respondan particularmente bien a una terapia de fagos personalizada, ya que la fuerza de la señal de luz producida en el ensayo ya indica cuán eficientes son los fagos para atacar a la bacteria: cuanto más brille la muestra, mejor responderá la bacteria a la terapia.

Francotirador de doble acción

Las terapias con fagos se han utilizado durante más de 100 años, pero cayeron en el olvido en los países occidentales industrializados con el descubrimiento de la penicilina. En vista del aumento de la resistencia a los antibióticos, actualmente están experimentando un renacimiento. También tienen la ventaja decisiva de atacar solo una bacteria objetivo, como un francotirador.

Sin embargo, los enfoques terapéuticos anteriores tienen un problema: « Los fagos no están interesados ​​en matar por completo a su huésped, la bacteria patógena », explica el investigador de ETH Samuel Kilcher, uno de los dos autores finales del estudio. Para mejorar la eficacia de los fagos, los investigadores los modificaron genéticamente. Los fagos modificados producen no solo nuevos fagos dentro de la bacteria huésped infectada, sino también bacteriocinas. Una vez que se liberan, estas proteínas que matan las bacterias son particularmente efectivas contra las cepas bacterianas que tienen partes alteradas de su superficie de tal manera que los fagos ya no las reconocen. Este ataque de doble cañón hace que el tratamiento sea más efectivo.

Del laboratorio a la clínica

En casos individuales, como el reciente rescate de un paciente pulmonar en el Hospital Universitario de Ginebra, las terapias con fagos se han utilizado con éxito experimentalmente. « También hay muchos ensayos clínicos académicos y comerciales en curso en todo el mundo que investigan sistemáticamente el potencial de los fagos naturales y genéticamente optimizados », dice Matthew Dunne, uno de los autores finales del estudio. Sin embargo, queda un largo camino por recorrer antes de que tales terapias puedan aplicarse más ampliamente en los países occidentales. Además de extensos estudios clínicos, también sería útil realizar ajustes regulatorios, teniendo en cuenta que los fagos son entidades biológicas que coevolucionan con sus hospedadores bacterianos, es decir, están en constante evolución.

El presente estudio es una prueba de concepto. A continuación, los investigadores de ETH Zurich, junto con sus socios del Hospital Universitario Balgrist, probarán la eficacia de la nueva terapia de fagos en un ensayo clínico con pacientes seleccionados.