Las partículas de virus que infectan a las bacterias pueden trabajar juntas para superar las defensas antivirales, según una nueva investigación
Estos virus se conocen como fagos, y la investigación muestra cómo las partículas de un solo tipo de virus pueden atacar en oleadas, primero debilitando las defensas bacterianas y luego matando a las bacterias.
Los hallazgos son un avance clave que ayudará a mejorar la terapia de fagos, que se utiliza para tratar infecciones bacterianas que amenazan la vida.
Las bacterias tienen sistemas de defensa como CRISPR-Cas para protegerse contra los virus que las infectan.
Al igual que una carrera armamentista, los fagos contrarrestan esta defensa para mantenerse al día con las bacterias y se han equipado con moléculas denominadas "anti-CRISPR".
El estudio de la Universidad de Exeter muestra que las partículas de virus individuales no pueden contrarrestar completamente CRISPR-Cas por sí mismas, pero si hay suficientes partículas juntas, el "trabajo en equipo" les permite superarlo y establecer una infección en la población bacteriana.
"Un número suficientemente alto de partículas virales puede inclinar un ataque a su favor", dijo la primera autora Dra. Mariann Landsberger, del Instituto de Medio Ambiente y Sostenibilidad del Campus Penryn de la Universidad de Exeter en Cornwall.
"Parece que un ataque contra bacterias con un número viral por debajo de este 'punto de inflexión' conduce a la extinción de los invasores de fagos".
"En contraste, una cantidad viral que excede el 'punto de inflexión' permite que los fagos se apoderen de las bacterias juntas, ya sea infectando simultánea o secuencialmente una bacteria dada.
"Una explicación del 'punto de inflexión' observado es que dos virus que poseen moléculas anti-CRISPR atacan simultáneamente la misma bacteria, combinando fuerzas para inactivar las defensas CRISPR-Cas".
"Este escenario es más probable con un número muy alto de virus, donde la probabilidad es mayor de que dos fagos infecten la misma bacteria al mismo tiempo"
Los investigadores encontraron que, dada una cantidad suficientemente grande de virus presentes en el medio ambiente, las "infecciones secuenciales" de bacterias resultan en el establecimiento de una epidemia en una población bacteriana.
Este proceso involucra un primer virus que invade una bacteria, debilitando parcialmente el sistema inmune bacteriano con sus moléculas anti-CRISPR al bloquear algunas de las defensas actuales de CRISPR-Cas, pero no infecta adecuadamente la célula y eventualmente es destruido por el restosistemas CRISPR-Cas activos.
Un segundo virus puede superar estas sobras de las defensas CRISPR-Cas con sus moléculas anti-CRISPR e infecta y mata con éxito la bacteria.
El autor principal, el Dr. Stineke van Houte, dijo: "Este trabajo muestra que los fagos pueden trabajar juntos para deshabilitar los sistemas inmunes bacterianos, y esto tiene implicaciones importantes para usar el fago para tratar infecciones humanas, ya que la dosis de fago que se usa puede determinar si elEl fago es capaz de matar las bacterias.
"En términos más generales, sugiere que los virus pueden trabajar juntos de maneras inesperadas donde pueden causar brotes repentinos de enfermedad cuando su número excede los umbrales críticos".
La investigación fue realizada por microbiólogos de la Universidad de Exeter en colaboración con teóricos de la Universidad de Montpellier.
Fue financiado por Wellcome Trust, NERC, BBSRC y el programa Horizonte 2020 de la Unión Europea.
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Materiales proporcionado por Universidad de Exeter . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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