Los pacientes con fibrosis quística a menudo están infectados por pseudomonas aeruginosa , una bacteria que infecta los pulmones y evita la respiración, a menudo causando la muerte.
P. aeruginosa en sí mismo también puede estar infectado por virus, lo que puede afectar los resultados clínicos de los pacientes con fibrosis quística.
"Al igual que los humanos se infectan con bacterias, las bacterias se infectan con virus", dijo Rachel Whitaker, profesora de microbiología y líder del tema de investigación Infección Genómica para una salud en el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica en elUniversidad de Illinois en Urbana-Champaign: "Existe un conjunto de ecosistemas e interacciones de infección anidados y en capas".
Whitaker y sus estudiantes de posgrado, Whitney England y Ted Kim, tuvieron la idea de usar P. aeruginosa como una especie de "sistema modelo" para comprender cómo las interacciones de las bacterias con los virus pueden afectar la salud humana.
Sus hallazgos, publicados en mSystems , brinde información sobre la diversidad y el sistema inmunitario de esta bacteria.
Los científicos creen P. aeruginosa probablemente proviene del medio ambiente. Las infecciones más graves de la bacteria ocurren en los hospitales.
"Hay muchos esfuerzos para evitar que los niños con fibrosis quística contraigan esa infección, pero esa infección inicial casi siempre ocurre", dijo Whitaker. "La cepa que usted tiene es la cepa que tiene para el resto".de tu vida."
La cepa específica con la que un paciente está infectado afecta su tratamiento. Algunas cepas son resistentes a los antibióticos, mientras que otras contienen genes que empeoran la infección.
"Una de las grandes diferencias entre esas cepas es si ellas, las bacterias, están infectadas por virus", dijo Whitaker.
El sistema inmunitario de las bacterias, llamado sistema CRISPR / Cas, evita que se infecten con virus. Los investigadores analizaron este sistema inmunitario P. aeruginosa en un grupo de pacientes con fibrosis quística en una clínica en Copenhague, Dinamarca y descubrieron que los perfiles inmunes bacterianos eran diversos.
"La población bacteriana en Copenhague se parece a la diversidad global", dijo Whitaker. "Dentro de una persona no es diversa, pero dentro de esta comunidad, dentro de este hospital, lo es".
Desde allí, querían ver si podían determinar qué virus tenían la posibilidad de infectar a esa población de bacterias. Compararon la población bacteriana con los virus conocidos de P. aeruginosa , y descubrió que algunos virus eran altamente atacados por el sistema inmunitario de la bacteria, mientras que otros no.
"Eso es una especie de sorpresa, porque uno pensaría que tal vez habría un virus o algo que sería el foco de la inmunidad", dijo Whitaker. "Pero realmente hay un perfil inmune diverso para una diversidad de virus".
Whitaker dijo que este conocimiento podría usarse para atacar, o al menos ser cauteloso, con ciertos virus que podrían invadir poblaciones bacterianas en hospitales específicos.
"De alguna manera llega a las ideas de medicina comunitaria ... ¿podemos predecir cómo se propagará esta epidemia en esta población bacteriana?", Dijo. "Estos datos se pueden usar para hacer eso".
Por ahora, la investigación se encuentra en una etapa más predictiva hasta que los científicos descubran de dónde provienen estos virus.
"Hasta que sepamos eso, sería difícil diseñar una estrategia para detener la transmisión", dijo Whitaker. "Hay algunas otras piezas del rompecabezas que necesitamos antes de que realmente podamos diseñar estrategias para prevenir esta transmisión. Esto es una especie dedel primer paso "
Sin embargo, los científicos no siempre quieren proteger P. aeruginosa de virus potenciales. En este caso, los virus están ayudando a los pacientes con fibrosis quística al matar bacterias mortales.
Los pacientes con fibrosis quística a menudo usan terapia de fagos, que usa virus para matar bacterias, para atacar P. aeruginosa que tiene algunas cepas resistentes a los antibióticos. Conocer los perfiles inmunes de la población de bacterias puede ayudar a mejorar este tipo de terapia.
"El siguiente paso es tratar de averiguar de dónde provienen los virus y cómo se propagan, y si podríamos usarlos en la terapia de fagos", dijo Whitaker.
A mayor escala, esta investigación sienta las bases para otros investigadores que estudian las infecciones bacterianas, ya sea que busquen detener la resistencia a los antibióticos o prevenir epidemias.
"Está utilizando los principios evolutivos básicos de la inmunidad para comprender las enfermedades infecciosas", dijo Whitaker.
Este es uno de los objetivos del tema IGOH, que aplica principios evolutivos y ecológicos a la dinámica de la infección, ya sea buena o mala.
"Realmente no queremos prevenir epidemias en este caso, queremos promover epidemias de los virus que matan a las bacterias", dijo Whitaker. "Creo que este es un gran paso en esa dirección".
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Materiales proporcionado por Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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