Grupos de investigación

Comedores de bacterias

laboratorios — por el 10/04/2015 a las 12:52

Los bacteriófagos o fagos, son virus que infectan bacterias y, por lo tanto, pueden brindar herramientas para modificarlas genéticamente. Mariana Piuri y su grupo de investigadores estudian cómo los fagos pueden atacar al agente que produce la tuberculosis y, en sentido inverso, cómo se puede hacer para que ciertos bacteriófagos no ataquen a bacterias lácticas en alimentos.

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Bacterias lácticas (L.casei) recubiertas con proteínas de reconocimiento del huésped fusionadas a la proteína verde fluorescente.

Bacterias lácticas (L.casei) recubiertas con proteínas de reconocimiento del huésped fusionadas a la proteína verde fluorescente.

La tuberculosis es una de las enfermedades humanas más antiguas que se conocen. Si bien, a mediados del siglo XX, con el advenimiento de los antibióticos y otros fármacos, se logró disminuir la mortalidad, aún hoy continúa siendo un grave problema para la salud pública. Según datos publicados en 2013 por la Organización Mundial de la Salud, 8,6 millones de personas enfermaron de tuberculosis y 1,3 millones murieron por esta causa. El motivo de este aumento en la mortalidad podría encontrarse en la aparición de cepas de M. tuberculosis resistentes a los antibióticos.

Pero no todas son malas noticias. Desde hace ya 100 años, investigadores de diversos lugares del mundo han descubierto que existen bacteriófagos o fagos -virus que infectan bacterias- que se pueden usar como herramientas para estudiar y combatir agentes patógenos que, como el M. tuberculosis, infectan al ser humano.

Dentro del grupo de investigación de Bacterias Gram positivas, sus fagos y estrés, existe un equipo de investigadores encabezados por Mariana Piura, que se dedican al estudio de bacteriófagos.

“Los bacteriófagos o fagos son herramientas poderosas para el estudio y el control de patógenos del hombre”, explica Piuri, directora del grupo que lleva adelante esta línea de investigación. “Los fagos no son sólo abundantes, diversos y excelentes reservorios génicos, sino que pueden proveer soluciones efectivas para manipular genéticamente bacterias. Son relativamente simples de aislar y caracterizar y, por lo tanto, resultan ideales para el desarrollo de herramientas para su empleo en microbiología médica en ambientes de recursos limitados”, agrega.

Pero, los fagos no sólo pueden ser utilizados para eliminar agentes patógenos sino para modificar agentes activos en alimentos. “Aunque las estrategias genéticas que emplean los bacteriófagos son aplicables virtualmente a todos los patógenos bacterianos, también pueden ser una innovadora manera de modificar comensales del hombre. Nuestra línea de investigación se basa en el desarrollo de herramientas derivadas de fagos para el comensal Lactobacillu sp. y el patógeno Mycobacterium tuberculosis”, dice Piuri.

El principal objetivo que busca el grupo de Piuri es el desarrollo de un kit rápido y de bajo costo para la detección y determinación del patrón de susceptibilidad a antibióticos de Mycobacterium tuberculosis. El kit se basa en la utilización de bacteriófagos reporteros para el diagnóstico de la enfermedad. Los investigadores introdujeron en el bacteriófago el gen de una proteína fluorescente que, al ponerse en contacto con la bacteria de la tuberculosis, le brinda color rojo.

Estefanía Undoniz, Liliana Rondón, Mariana Piuri, María Eugenia Dieterle

Estefanía Urdaniz, Liliana Rondón, Mariana Piuri, María Eugenia Dieterle

“La tuberculosis es aún un grave problema a nivel mundial y esto se debe en parte a que la enfermedad es difícil de diagnosticar. Como parte de nuestro proyecto estamos, en este momento, evaluando el desempeño de los fagos que hemos desarrollado en esputos que provienen de pacientes”, comenta la investigadora. A partir de esas muestras, este test podría identificar la señal de Mycobacterium tuberculosis en apenas cinco horas.

Recientemente, y como nueva aplicación, el grupo ha diseñado un sistema automatizado que utiliza estos fagos fluorescentes para la búsqueda de nuevos fármacos. Este ensayo también podría resultar útil para determinar cuál es la droga más efectiva para combatir la cepa que afecta al paciente. Los investigadores producen cultivos de tuberculosis, les agregan distintos antibióticos y los infectan con el fago reportero. “Si hay fluorescencia quiere decir que las células de ese cultivo son resistentes a esa droga, dado que la bacteria puede sobrevivir en presencia de la misma. Hay que probar con distintos medicamentos hasta dar con el que resulta efectivo para matar al bacilo”, explica Piuri.

Pero no siempre los bacteriófagos son nuestros aliados. En el caso de los alimentos, los fagos de bacterias lácticas “son un problema muy grave en la industria láctea ya que infectan a los cultivos iniciadores bacterianos que son responsables de las características organolépticas (características físicas como sabor, textura, olor, color) de diversos productos fermentados, como quesos, yogur, etcétera, arruinando la producción. El estudio de los mecanismos involucrados en los primeros pasos del reconocimiento de las bacterias por los fagos, es clave para el desarrollo de estrategias que impidan o disminuyan la infección”, sostiene Piuri. “Esta es la razón por la que el grupo también se encuentra trabajando en el desarrollo de herramientas derivadas de fagos para la manipulación genética de bacterias lácticas y el estudio de las proteínas involucradas en la interacción fago-bacteria al inicio de la infección”, agrega.

Si bien el tipo de trabajo que lleva adelante el equipo dirigido por Piuri se encuadra en la llamada investigación básica, los científicos saben que ésta les permitirá en un futuro generar herramientas de directa aplicación tecnológica. “La exploración y el entendimiento de cómo funcionan los bacteriófagos nos permite explotarlos para nuestro beneficio”, sostiene.

Grupo Fagos (Departamento de Química Biológica)

Laboratorio QB43 Departamento de Química Biológica, 4to. piso, Pabellón II.

Teléfono: 4576-3300, interno 294.

http://www.qb.fcen.uba.ar/estresbac/ Facebook: Piuri’s Phage Lab

Dirección: Dra. Sandra Ruzal y Dra. Mariana Piuri

Tesistas de doctorado: María Eugenia Dieterle, Liliana Rondón, Estefanía Urdániz

Tesistas de grado: Mariano Martín, Lucía Malone, Laura Ariolfo

 

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