El fageoma: un reino oculto en su intestino

Probablemente haya o¨ªdo hablar del microbioma ¡ªlas hordas de bacterias y otras diminutas formas de vida que viven en nuestros intestinos¡ª. Pues bien, resulta que esas bacterias tienen virus que existen dentro y alrededor de ellas, con importantes consecuencias tanto para ellas como para nosotros.

Les presento al fageoma.

En el interior del aparato digestivo humano hay miles de millones, quiz¨¢ incluso billones, de estos virus, conocidos como bacteri¨®fagos (¡°comedores de bacterias¡± en griego) o solo ¡°fagos¡± para sus amigos. La ciencia del fageoma (tambi¨¦n conocido como fagoma) se ha disparado recientemente, afirma Breck Duerkop, bacteri¨®logo de la Facultad de Medicina Anschutz de la Universidad de Colorado, y los investigadores se esfuerzan por comprender su enorme diversidad. Los investigadores sospechan que, si los m¨¦dicos pudieran aprovechar o dirigir los fagos adecuados, podr¨ªan mejorar la salud humana.

¡°Habr¨¢ fagos buenos y fagos malos¡±, afirma Paul Bollyky, m¨¦dico especialista en enfermedades infecciosas e investigador en la Escuela de Medicina de Stanford. Pero por ahora, a¨²n no est¨¢ claro cu¨¢ntos fagos ocupan el intestino, quiz¨¢s uno por cada c¨¦lula bacteriana, o incluso menos. Tambi¨¦n hay bacterias que contienen genes de fago, pero no producen virus de forma activa; las bacterias solo viven sus vidas con ADN de fago en sus genomas.

Y hay muchos fagos que a¨²n no han sido identificados; los cient¨ªficos los llaman la ¡°materia oscura¡± del fageoma. Una parte importante de la investigaci¨®n actual sobre fagos consiste en identificar estos virus y sus bacterias hospedadoras. La base de datos de fagos intestinales contiene m¨¢s de 140.000 fagos, pero seguramente se trata de una subestimaci¨®n. ¡°Su variedad es simplemente extraordinaria¡±, afirma Colin Hill, microbi¨®logo de la Universidad de Cork en Irlanda.

Los cient¨ªficos encuentran los fagos examinando secuencias gen¨¦ticas extra¨ªdas de muestras fecales humanas. Ah¨ª es donde los investigadores encontraron el grupo de fagos intestinales m¨¢s com¨²n, llamado CrAss-fago (su nombre viene del ingl¨¦s, CrAssphage, Cross-Assembly phage, nombre que se debe a la t¨¦cnica de ¡°ensamblaje cruzado¡± que extrajo sus genes de la mezcolanza gen¨¦tica). En un estudio reciente, Hill y sus colegas detallaron la forma de bombilla de los CrAss-fago, con un cuerpo de 20 lados y un tallo para inyectar ADN en las bacterias hu¨¦sped.

No est¨¢ claro si los CrAss-fago influyen en la salud humana, pero dado que infectan a uno de los grupos m¨¢s frecuentes de bacterias intestinales, Bacteroides, a Hill no le sorprender¨ªa que lo hicieran. Otros grupos usuales, que tambi¨¦n infectan a Bacteroides, son el Gubaphage (fago de bacteroidales intestinales) y el LoVEphage (muchos elementos gen¨¦ticos virales).

Los fageoma var¨ªan mucho de una persona a otra. Tambi¨¦n cambian en funci¨®n de la edad, el sexo, la dieta y el estilo de vida, como describen Hill y sus colegas en el Annual Review of Microbiology 2023.

Aunque los fagos infectan a las bacterias y a veces las matan, la relaci¨®n es m¨¢s complicada que eso. ¡°Sol¨ªamos pensar que los fagos y las bacterias se pelean¡±, dice Hill, ¡°pero ahora sabemos que en realidad est¨¢n bailando; son socios¡±.

Los fagos pueden beneficiar a las bacterias aport¨¢ndoles nuevos genes. Cuando una part¨ªcula de fago se est¨¢ ensamblando dentro de una bacteria infectada, a veces puede introducir genes bacterianos en su cubierta prote¨ªnica junto con su propio material gen¨¦tico. M¨¢s tarde, inyecta esos genes en un nuevo hu¨¦sped, y esos genes transferidos accidentalmente podr¨ªan ser ¨²tiles, dice Duerkop. Podr¨ªan proporcionar resistencia a los antibi¨®ticos o la capacidad de digerir una nueva sustancia.

Los fagos mantienen en forma a las poblaciones bacterianas al picarles constantemente los talones, afirma Hill. Las bacterias Bacteroides pueden presentar hasta una docena de tipos de cubiertas azucaradas en su superficie exterior. Los distintos recubrimientos tienen diferentes ventajas: evadir el sistema inmunitario, por ejemplo, u ocupar un rinc¨®n diferente del aparato digestivo. Pero cuando hay CrAss-fagos alrededor, dice Hill, los Bacteroides deben cambiar constantemente de cubierta para eludir a los fagos que reconocen una cubierta u otra. El resultado: en un momento dado, hay Bacteroides con diferentes tipos de cubierta, lo que permite a la poblaci¨®n en su conjunto ocupar una variedad de nichos o hacer frente a nuevos retos.

Los fagos tambi¨¦n evitan que las poblaciones bacterianas se descontrolen. El intestino es un ecosistema, como el bosque, y los fagos son depredadores de bacterias, como los lobos son depredadores de ciervos. El intestino necesita a los fagos como el bosque a los lobos. Cuando esas relaciones depredador-presa se alteran, pueden producirse enfermedades. Los investigadores han observado cambios en el fageoma del s¨ªndrome inflamatorio intestinal (SII), la enfermedad del intestino irritable y el c¨¢ncer colorrectal; por ejemplo, el ecosistema v¨ªrico de una persona con SII suele ser poco diverso.

Las personas intentan reequilibrar el microbioma intestinal con dietas o, en casos m¨¦dicos extremos, trasplantes fecales. El estudio de los fagos podr¨ªa proporcionar un enfoque m¨¢s afinado, afirma Hill. Por ejemplo, los cient¨ªficos buscan fagos que puedan utilizarse terap¨¦uticamente para infectar las bacterias que causan las ¨²lceras.

D¨¦ gracias a los billones de fagos que gestionan su ecosistema intestinal. Sin ellos, sugiere Hill, unos pocos tipos de bacterias podr¨ªan dominar r¨¢pidamente, lo que podr¨ªa impedirle digerir algunos alimentos y provocarle gases e hinchaz¨®n. El salvaje y maravilloso fageoma es una pareja de baile tanto para las bacterias, como para los humanos.

Art¨ªculo traducido por Debbie Ponchner

Este art¨ªculo apareci¨® originalmente en Knowable en espa?ol, una publicaci¨®n sin ¨¢nimo de lucro dedicada a poner el conocimiento cient¨ªfico al alcance de todos.