México y Panamá exploran el uso de bacteriófagos como alternativa a los antibióticos
Enterobacter cloacae es una bacteria que causa particular preocupación en el mundo por su presencia en ámbitos hospitalarios, asociada a cepas multirresistentes a los antibióticos tradicionales.
El interés por dar respuesta a esta bacteria compleja es el origen de una investigación que propone combatirla por una vía no tradicional: los bacteriófagos, virus que infectan exclusivamente a bacterias.
Funcionan como “depredadores naturales” de bacterias, explica Ednner E. Victoria-Blanco, uno de los autores principales del estudio Caracterización del fago vB_EcRAM-01 de Enterobacter, un nuevo Pseudotevenvirus contra Enterobacter cloacae, aislado en un río urbano de Panamá, investigación liderada por la Universidad de Panamá, el Instituto Gorgas y el Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD) y publicado recientemente. La autoría de esta publicación es compartida con Jean Pierre González, posdoctorante del CIAD, Jordi Querol Audi y Alex Omar Martínez Torres, investigadores de la Universidad de Panama.
Una bacteria que amenaza
Victoria-Blanco explica que esta investigación tiene su origen en la creciente resistencia antimicrobiana de Enterobacter cloacae, una bacteria responsable de infecciones nosocomiales graves, especialmente en el torrente sanguíneo y tejidos blandos. Afirmó, además, que para el 2050 “se estiman 10 millones de muertes asociadas a este tipo de infecciones”.
Este problema, observa, representa una amenaza significativa para la salud pública mundial, al limitar las opciones terapéuticas y aumentar los costos de atención médica.
Al mismo tiempo, hay una oportunidad con los bacteriófagos “como alternativa a los antibióticos, ofrecen una estrategia innovadora y ecológica para combatir estas infecciones resistentes”.
Preocupación en la salud pública
El académico explicó que las infecciones nosocomiales causadas por Enterobacter cloacae en Panamá han generado preocupación en el ámbito de la salud pública, especialmente debido a la aparición de cepas multirresistentes. En 2022 se reportaron los primeros casos de Enterobacter cloacae co-productores de las carbapenemasas KPC y NDM en un hospital de segundo nivel en la ciudad de Panamá. Estas enzimas confieren resistencia a una amplia gama de antibióticos, complicando el tratamiento de las infecciones asociadas.
La detección de estas cepas resalta la importancia de fortalecer los sistemas de vigilancia epidemiológica en los hospitales panameños para identificar oportunamente nuevas combinaciones de mecanismos de resistencia y así implementar medidas efectivas de prevención y control de brotes.
“Además, la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (Senacyt) ha reconocido la relevancia de este problema. En eventos como el Café Científico titulado “Bacterias nosocomiales multidrogorresistentes en estancias hospitalarias”, se ha destacado que las infecciones producidas por bacterias multidrogorresistentes se encuentran entre las diez mayores amenazas para la salud pública”, agregó Victoria-Blanco.
Asimismo, mencionó que, si bien “estos informes proporcionan información valiosa sobre la presencia de Enterobacter cloacae multirresistente en Panamá, no se dispone de datos estadísticos específicos sobre la incidencia o prevalencia de infecciones nosocomiales causadas por este microorganismo en el país. La recopilación y análisis de datos más detallados son esenciales para comprender la magnitud del problema y desarrollar estrategias de intervención adecuadas”.
Bacteriófagos (o fagos) como respuesta a la amenaza
El experto explicó que “los bacteriófagos (o fagos) son virus que infectan exclusivamente a bacterias. Funcionan como “depredadores naturales” de bacterias. Los fagos se adhieren a la superficie de una bacteria, inyectan su material genético, y luego utilizan la maquinaria celular bacteriana para multiplicarse. Al final del ciclo, rompen la bacteria (lisis) y liberan nuevas partículas virales, eliminando así la bacteria infectada”.
El estudio de los autores panameños contempló la recolección de muestras de agua de Río Abajo, en la ciudad de Panamá, Panamá, para el aislamiento, purificación, caracterización y propagación de fagos contra el complejo E. cloacae. Durante el proceso lograron detectar el fago de enterobacter vB_EcRAM-01, cuyas muestras fueron sometidas a un proceso de filtración para eliminar partículas grandes y restos de bacterias. Posteriormente, se realizó un enriquecimiento de los fagos presentes, exponiéndolos a cultivos específicos de Enterobacter cloacae como hospedador. Finalmente, la actividad lítica del fago contra esta bacteria fue confirmada mediante pruebas en las que se observó la capacidad del virus para infectar y destruir las células bacterianas, validando así su presencia y especificidad”, explica el investigador.
El fago vB_EcRAM-01, además de ser estable a temperaturas entre 25-50 grados centígrados y condiciones de acidez y alcalinidad, presenta especificidad absoluta para Enterobacter cloacae, lo cual lo convierte en una herramienta precisa para atacar esta bacteria. Además, exhibe un ciclo lítico que asegura la destrucción eficiente de las bacterias hospedadoras sin integrarse en su genoma, lo cual es ideal para aplicaciones terapéuticas y uso de fagos en la identificación de bacterias (diagnóstico de laboratorio).
Herramienta para la salud pública
Para convertir el fago vB_EcRAM-01 en una herramienta efectiva para la contención de Enterobacter cloacae, es necesario seguir un procedimiento que garantice su eficacia y seguridad. En primer lugar, se requiere su producción a gran escala mediante cultivos en presencia de bacterias hospedadoras. Posteriormente, el fago debe ser purificado para eliminar restos bacterianos y otros contaminantes, asegurando así un producto libre de impurezas. Una vez purificado, el fago puede ser formulado en presentaciones adecuadas, como soluciones o aerosoles, listas para su aplicación.
Finalmente, se deben llevar a cabo pruebas preclínicas y clínicas para evaluar tanto su eficacia en la eliminación de la bacteria como su seguridad en modelos animales y humanos, lo que permitiría su implementación en entornos hospitalarios o comunitarios como una alternativa terapéutica o de control ambiental. Esto puede hacerse solo con este fago o en conjunto con otros fagos (formando lo que se llama cocteles) que están caracterizándose en el Laboratorio de Microbiología Experimental y Aplicada y Microbiología de Aguas (Lamexa) de la Universidad de Panamá.
Hacia el desarrollo de aerosoles y soluciones
Este hallazgo es el inicio de un camino que permitirá aprovechar el potencial del fago vB_EcRAM-01 para combatir las infecciones causadas por la bacteria Enterobacter cloacae. Primero se realizarán pruebas en laboratorios y en diferentes modelos experimentales (invertebrados, ratones, tejidos…) para comprobar su capacidad de eliminar la bacteria de forma efectiva.
Si los resultados son positivos, se desarrollarán productos prácticos, como aerosoles o soluciones, que puedan usarse en hospitales o incluso en el ambiente para prevenir infecciones. Además, este descubrimiento abre la puerta a nuevas investigaciones en colaboración con otros grupos de investigación internacional como nuestros pares del Centro de Investigación de Alimentos y Desarrollo (CIAD) de México, ya que ellos tienen amplia experiencia en el desarrollo de fagos para la industria, explorando cómo combinar el uso de este fago con antibióticos u otros tratamientos y así lograr un control más eficiente de estas bacterias peligrosas”, concluyó el investigador.
La experiencia del CIAD en bacteriófagos
Cristóbal Chaidez Quiroz y Nohelia Castro del Campo, investigadores(as) de la subsede Culiacán del CIAD y del Laboratorio Nacional para la Investigación en Inocuidad Alimentaria, una unidad de análisis respaldada por la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (Secihti), explicaron que la participación del CIAD en este proyecto ha sido la transferencia del conocimiento científico sobre el tema de los bacteriófagos, sobre la cual han edificado una experiencia de investigación durante más de dos décadas a través del grupo de investigación del Laboratorio de Microbiología Experimental y Aplicada y Microbiología de Aguas (Lamexa) de la Universidad de Panamá, con quienes han construido una sólida colaboración, que se ha traducido en la formación de estudiantes y en producción de literatura científica que se ha publicado a nivel internacional. Por último, agregó, actualmente el CIAD y la Universidad de Panama cuentan con un convenio general de colaboración.
Colaboración de Violeta Villar Liste; artículo originalmente publicado en lawebdelasalud.com.
