La humanidad tiene un gran problema ahora mismo que la puede condenar a su desaparición: la resistencia a los antibióticos. Esto obliga a la ciencia a estar en una búsqueda constante por nuevos tratamientos y también por hacer una concienciación del uso responsable de los fármacos. Y el último sitio donde han encontrado un nuevo camino de investigación está en el espacio.
El estudio. Un equipo de investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison ha publicado en PLOS Biology los resultados de un experimento realizado a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), demostrando que la ausencia de gravedad no solo altera el comportamiento celular, sino que acelera procesos evolutivos que en la Tierra serían improbables.
Algo que sin duda es muy importante, puesto que se ha visto cómo el fago T7, un virus que tiene la capacidad de infectar a una bacteria para matarla, desarrolló mutaciones genéticas en el espacio que en la Tierra no hubieran ocurrido seguramente. Unas mutaciones que permitió atacar a una bacteria concreta a la que en la Tierra era impensable que ocurriera.
Una biología cambiante. En la Tierra los biólogos tienen bastante claro que si un virus se une a una bacteria y la infecta puede acabar con ella. Pero para entender esto hay que saber que en nuestro planeta la interacción de estos dos elementos en un medio líquido se ve facilitada por la gravedad. Un factor clave para que ambos seres puedan colisionar dentro del medio.
En la Estación Espacial Internacional estas fuerzas desaparecen. El movimiento de las partículas quedan casi exclusivamente reducidas a la difusión browniana, es decir, el movimiento aleatorio de las partículas. Y aquí se vio que esto tuvo un gran impacto en la cinética de la infección.
Lo que pasó. Lo primero que se pudo ver es que la capacidad de dividirse de la bacteria para dar nuevos ‘hijos’ se vio reducida, haciendo que aumentara hasta las cuatro horas, haciendo que el virus y la bacteria difícilmente se encontrasen. Sin embargo, tras 23 días de cultivo a bordo, la infección fue exitosa.
De esta manera, la población viral no solo alcanzó a la bacteriana, sino que la presión selectiva del entorno obligó al virus a optimizar sus mecanismos de ataque con diferentes mutaciones.
Ingeniería genética. Al analizar el ADN de los virus que llegaron del espacio, el equipo de investigación descubrió la evolución que había tenido lugar. De esta manera, se vió como había mutado en un tiempo récord en diferentes genes que son claves como por ejemplo el que usa para sintetizar las ‘patas’ con las que se ancla a una bacteria.
Lo más relevante es que estas mutaciones no fueron aleatorias, sino una respuesta directa a la falta de contactos frecuentes. Al tener menos oportunidades de chocar con una bacteria porque se replicaban menos, el virus evolucionó para ser más eficiente en la adsorción (el proceso de adhesión a la superficie celular) una vez que lograba el contacto.
Por su parte, la bacteria E. coli también respondió al estrés ambiental. Los análisis mostraron mutaciones en los genes mlaA y hldE, encargados de mantener la integridad de la membrana externa y la síntesis de lipopolisacáridos. Esto sugiere que las bacterias intentaron «blindar» su superficie tanto para resistir la microgravedad como para evitar la entrada del fago, creando una carrera armamentística molecular distinta a la terrestre.
Su importancia. Una vez que se ha comprobado esto, la pregunta es clara: ¿por qué nos importa? La clave radica en que los investigadores usaron variantes del virus que evolucionaron en el espacio y las enfrentaron en la Tierra contra cepas de E. coli uropatogénicas que habían desarrollado resistencias al fago T7 original. Y el resultado fue espectacular: los virus mutados mataron a estas bacterias resistentes.
Esto sugiere que la microgravedad permite explorar un «paisaje adaptativo» que es inaccesible bajo la gravedad terrestre. En la Tierra, la evolución empuja a los fagos por caminos de «baja resistencia» ya conocidos. En el espacio, las condiciones extremas obligan al virus a desbloquear rutas genéticas alternativas que no conocíamos hasta ahora.
Un nuevo modelo. Este descubrimiento valida una hipótesis que lleva años gestándose en la astrobiología y la biotecnología: el espacio no es solo un lugar de observación, sino un entorno de fabricación único.
De esta manera, si podemos usar la EES, o las futuras estaciones comerciales, como incubadoras para dirigir la evolución de bacteriófagos, podríamos generar una librería de virus terapéuticos que sean capaces de vencer a las superbacterias que ahora mismo amenazan los sistemas de salud globales. Es por ello que no se trata de ingeniería genética artificial, sino de utilizar la evolución dirigida en un entorno donde las reglas físicas favorecen la aparición de rasgos biológicos excepcionales.
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La noticia
Llevamos años buscando nuevas armas contra las superbacterias. Hemos diseñado una a 400 km de altura
fue publicada originalmente en
Xataka
por
José A. Lizana
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