Los vuelos espaciales potencian la capacidad de los virus para infectar bacterias

Los vuelos espaciales potencian la capacidad de los virus para infectar bacterias

Los virus desarrollan trucos para atacar a las bacterias sin ayuda de la gravedad

micrografía electrónica de Escherichia coli (arriba); La ISS fotografiada desde el SpaceX Crew Dragon (abajo)

La bacteria Escherichia coli se enfrentó a virus en la Estación Espacial Internacional.

Cavallini James/BSIP/Universal Images Group/Getty Images (arriba); NASA (abajo)

Las bacterias y los virus que las infectan están perpetuamente en guerra. Sus enfrentamientos mortales empujan a ambos tipos de microbios a desarrollar nuevas características que enfrenten los desafíos de cada entorno que habitan, desde el tracto digestivo humano hasta las fuentes hidrotermales del fondo marino, e incluso las duras condiciones del espacio.

Para ver cómo la microgravedad cambia ciertos microbios, los investigadores enviaron virus que infectan bacterias llamados bacteriófagos a la Estación Espacial Internacional y descubrieron que los virus se adaptaban de maneras que los hacían aún más efectivos en la infección.

En el experimento, detallado en PLOS Biology, el equipo incubó muestras del bacteriófago T7 común de laboratorio junto con su enemigo, la bacteria Escherichia coli, durante diferentes duraciones. Realizaron el mismo experimento en la Tierra y en el espacio; los virus criados en la tierra infectaron bacterias en un plazo de dos a cuatro horas, pero los que se encontraban en el espacio tardaron más de cuatro horas en romper las defensas de las bacterias. La infección tardó más en órbita porque la microgravedad es un factor estresante desconocido al que ambos microbios deben adaptarse, sugieren los investigadores.

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Sin embargo, una vez que los virus se adaptaron a la microgravedad cambiando sutilmente de forma, se convirtieron en asesinos de bacterias aún más eficaces. “Un simple experimento de microgravedad expone estas mutaciones que tienen una eficacia mucho mayor contra los patógenos”, dice el autor principal del estudio Srivatsan Raman, ingeniero químico y biológico de la Universidad de Wisconsin-Madison.

La diferencia entre la Tierra y el espacio puede tener que ver con la mezcla. “En condiciones de gravedad normal, el movimiento de los fluidos agita continuamente el ambiente, aumentando las posibilidades de que virus y bacterias se encuentren”, explica Ester Lázaro, astrobióloga que no participó en el estudio. “En microgravedad, esta mezcla natural disminuye drásticamente o desaparece por completo”. Para superar esta falta de mezcla, los microbios cultivados en baja gravedad cambiaron a nivel genético. Los bacteriófagos obtuvieron mutaciones que cambian ligeramente la forma y estructura de sus membranas externas, por ejemplo, ayudándoles a agarrar las bacterias que están atacando.

A su regreso a la Tierra, los virus espaciales fueron colocados junto a una cepa diferente de E. coli responsable de infecciones del tracto urinario particularmente persistentes y frecuentemente resistente a los bacteriófagos. Los virus evolucionados pudieron matar esa bacteria, lo que, según Raman, es “realmente bastante prometedor”. Si exponer estos virus dirigidos a bacterias a nuevos factores estresantes ambientales los hace más potentes, los científicos podrían crear versiones lo suficientemente fuertes como para ayudar al cuerpo a combatir las bacterias resistentes al tratamiento.

“T7 es uno de nuestros organismos modelo icónicos, por lo que se sabe mucho sobre este bacteriófago”, dice Evelien Adriaenssens, investigador del Instituto Quadram en Inglaterra, que no participó en el estudio. “Fue genial ver que si entras en un entorno diferente, todavía surgen nuevos conocimientos”.

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