UMU: Una investigación de la UMU describe un nuevo mecanismo por el que determinados virus evaden las defensas bacterianas

La creciente resistencia de las bacterias a los antibióticos se ha convertido uno de los mayores desafíos de salud pública a nivel mundial y se estima que en los próximos años podría convertirse en la principal causa de muerte a nivel mundial. Ante esta amenaza, la comunidad científica busca nuevas estrategias de biocontrol de poblaciones bacterianas, siendo el uso de virus que infectan exclusivamente bacterias (llamados bacteriófagos o fagos) una de las estrategias más prometedoras.

el grupo de Biotecnología microbiana El científico de la Universidad de Murcia (UMU) acaba de describir cómo determinados virus consiguen eliminar las bacterias escapando a un mecanismo de defensa bacteriano. El estudio, publicado en Investigación de ácidos nucleicosrevela que los virus que carecen del objetivo del sistema de defensa en la región inicial de su ADN logran infectar bacterias, aunque tienen estos objetivos en otras áreas del genoma.

Este estudio proporciona una mejor comprensión de cómo las bacterias se defienden de los virus y cómo logran escapar de estas defensas. La investigación abre nuevas vías para predecir la eficacia de los fagos y optimizar su uso para combatir las bacterias resistentes a los antibióticos.

La carrera armamentista entre virus y bacterias

Así como tenemos defensas contra las infecciones, las bacterias también se protegen de los virus que las atacan. A su vez, surgen virus mutantes, capaces de evadir estas defensas, y las bacterias, por su parte, desarrollan nuevas formas de defenderse. Este enfrentamiento constante entre ambos se conoce como carrera armamentista, y comprender plenamente cómo funciona este proceso es fundamental para poder utilizar los virus como herramientas para combatir las bacterias patógenas.

El estudio de cómo las bacterias se defienden de los virus ha permitido descubrir herramientas muy útiles para la biología y la medicina. Por ejemplo, el sistema CRISPR-Cas, descubierto por el investigador español Francis Mojica, es un mecanismo inmunológico que utilizan las bacterias para defenderse de los virus, y sirvió de base para la creación de técnicas de edición de genes que ganaron un Premio Nobel en 2020. Otro sistema, llamado edición de restricción, permite a las bacterias reconocer y cortar el ADN de los virus, y es fundamental en muchas técnicas de ingeniería genética actuales.

El grupo de investigación de Biotecnología Microbiana de la UMU, en colaboración con los investigadores Peter Fineran, de la Universidad de Otago; y Simon Jackson, Universidad de Waikato; descubrió que este sistema de modificación de restricciones no sólo reconoce los virus por determinadas secuencias de su ADN, sino que también es fundamental su localización. Si estas secuencias aparecen al inicio del ADN del virus, la bacteria puede detener la infección; mientras que, si están en otras regiones, el virus logra evadir la defensa y eliminar la bacteria.

Estos resultados nos permiten predecir qué virus pueden ser detenidos por las defensas bacterianas y cuáles podrían usarse para controlar infecciones de manera segura. Además, trabajos publicados muestran que los sistemas de defensa de las bacterias han influido en la evolución de los virus, particularmente en las partes iniciales de su ADN, que son las más variables y generalmente tienen mecanismos para escapar de estas defensas.

Más información sobre:

Martinez-Cazorla, A., Martinez-Jimenez, C., Elio-Lucas, P., Fineran, Peter C., Jackson, S. y Sanchez-Amat, A. (2025) La región genómica inyectada tempranamente determina la sensibilidad a la defensa de modificación de restricción tipo I contra los fagos de Autographiviridae. Investigación de ácidos nucleicos, 53, https://doi.org/10.1093/nar/gkaf926