tEl intestino humano es una autopista transitada para una comunidad microbiana muy diversa, que incluye una gran cantidad de bacteriófagos que modulan el microbioma intestinal.1 Es un mundo de bacterias que infectan fagos, y aunque los bacteriófagos no pueden infectar células de mamíferos, sus caminos aún se cruzan. Las células de mamíferos pueden fagocitar a los fagos en el intestino. Los investigadores han observado que diferentes bacteriófagos inducen oponerse reacciones como respuestas antiinflamatorias o proinflamatorias en células de mamíferos.2,3 Sin embargo, no está claro cómo los bacteriófagos interactúan con las células y modulan estas respuestas celulares e inmunes.
Jeremy Barr, biólogo de bacteriófagos de la Universidad de Monash, estudia las interacciones inexploradas entre células de mamíferos y fagos.
Universidad Monash
Jeremy Barr, biólogo de bacteriófagos de la Universidad de Monash, y su equipo se propusieron aclarar si los fagos activan o no las vías inflamatorias. Su recomendacionespublicado en Más biologíademostraron que las células de mamíferos engullían bacteriófagos para impulsar el crecimiento celular sin inducir inflamación.4
“Las células de mamíferos engullen y trafican activamente con fagos, por lo que es importante comprender las posibles respuestas e impactos, incluso si son de moderados a leves”, dijo Barr.
Para investigar los efectos posteriores del consumo de fagos por parte de las células de mamíferos, Barr y su equipo aplicaron el fago T4 altamente purificado, un bacteriófago bien estudiado que infecta Escherichia coli, en tres líneas celulares de mamíferos. Las células devoraron e internalizaron fácilmente los fagos tomando grandes tragos de líquido a través de macropinocitosis, encapsulando la comida dentro de una pequeña vesícula. La respuesta (o la falta de ella) lo sorprendió.
La comida de bacteriófagos no activó los receptores intracelulares de ácido nucleico tipo peaje 9 ni el GMP-AMP sintasa cíclico, que estimulan la vía del interferón y provocan inflamación. Este hallazgo sugiere que la cápside del fago permaneció intacta y no liberó ADN del fago dentro de la vesícula, lo que impidió que los fagos engullidos activaran el sistema inmunológico.
Si bien el estudio deja más preguntas que respuestas, es una contribución importante al campo de nuestra comprensión de los fagos.
–Andrzej Górski, Instituto Ludwik Hirszfeld de Inmunología y Terapia Experimental
Intrigados por la cuidadosa ingesta de fagos por parte de las células, Barr y su equipo evaluaron otras respuestas mediadas por fagos. Los investigadores utilizaron micromatrices que incluían dos mil anticuerpos dirigidos a proteínas en las principales vías de señalización celular para evaluar los efectos más amplios de las vías celulares. Mapearon los cambios estadísticos en la expresión y fosforilación de proteínas de señalización clave en vías celulares utilizando un enfoque de red. Esto permitió a los investigadores identificar las vías más relevantes influenciadas por la exposición a fagos; Dos caminos llamaron su atención.
Los fagos regulaban positivamente y activaban la vía dependiente de la proteína quinasa B que promovía el crecimiento celular, la proliferación, el metabolismo, la macropinocitosis y la supervivencia. Barr cree que la macropinocitosis induce un circuito de retroalimentación positiva, lo que hace que la célula fagocite más fagos.
Los bacteriófagos están repletos de nucleótidos nutricionales, un recurso que las células de los mamíferos pueden explotar.
T2Q
Además, los fagos también regularon negativamente la vía de la quinasa-1 dependiente de ciclina, que participa en la división celular. Saciadas por el festín de fagos, las células parecían permanecer en una fase de crecimiento prolongada. Los investigadores utilizaron un ensayo de proliferación celular para confirmar que la inhibición de esta vía retrasaba el ciclo celular.
“Si bien el estudio deja más preguntas que respuestas, es una contribución importante al campo en nuestra comprensión de los fagos”, dijo Andrzej Górski, médico y científico del Instituto Ludwik Hirszfeld de Inmunología y Terapia Experimental que no participó en el estudio. Górski cree que continuar con este trabajo ayudará a dilucidar la influencia de la penetración de los fagos en el metabolismo celular.
Las células de mamíferos parecen estar bien equipadas para transportar cuidadosamente los fagos del entorno al interior de la célula. “Desde la perspectiva celular, los nucleótidos comprimidos son un nutriente de alto valor que normalmente no está disponible extracelularmente”, añadió Barr.
Quedan preguntas abiertas para los investigadores, pero estos hallazgos ofrecen una perspectiva de las interacciones entre fagos y células de mamíferos. A continuación, Barr y su equipo planean comprender mejor el aparente apetito de las células de los mamíferos por los fagos y cómo maximizan estos refrigerios de fagos.
Referencias
- Barr JJ. Un viaje de bacteriófagos por el cuerpo humano. Inmunol Rev. 2017;279(1):106-122.
- Górski A, et al. Nuevos conocimientos sobre el posible papel de los bacteriófagos en la defensa y la enfermedad del huésped. Medicamentos Inmunol. 2003;2(1):2.
- Sweere JM, et al. Los bacteriófagos desencadenan la inmunidad antiviral y previenen la eliminación de la infección bacteriana. Ciencia. 2019;363(6434):eaat9691.
- Bichet MC, et al. Las células de mamíferos internalizan los bacteriófagos y los utilizan como recurso para mejorar el crecimiento y la supervivencia celular.. PLoS Biol. 2023;21(10):e3002341.