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Asturianas con ciencia

Pilar García

Un mundo de virus

La investigación científica, algo esencial para cuidar de nuestras vidas

Micrografía electrónica de barrido coloreada de una célula apoptótica (rosa) muy infectada con partículas del virus SARS-COV-2 (verde), aislada de una muestra de un paciente. NATIONAL INSTITUTE OF ALLERGY INFECTIOUS DISEASE

Nunca la palabra virus fue tan popular y tuvo tanto significado a nivel global. La crisis sanitaria causada por el coronavirus SARS-CoV-2 ha traído importantes cambios en nuestra rutina, pero también en el modo de percibir la importancia de la ciencia para mantener el bienestar de la sociedad. Posiblemente sea ahora cuando muchas personas se hayan preguntado qué son los virus y por qué tienen esa capacidad tan grande de propagarse. 

Los virus son los organismos más abundantes de nuestro planeta, se estima que hay alrededor 1030 partículas virales totales. Ningún otro ser vivo ha tenido tanto éxito en colonizar suelos, océanos, animales, plantas e incluso nuestro cuerpo. Esto demuestra que los virus pueden adaptarse a cualquier hábitat, y esto está relacionado con su habilidad para multiplicarse muy rápidamente siempre que haya un organismo hospedador adecuado. Los virus son parásitos intracelulares, y por ello, necesitan a una célula viva para propagarse en su interior y dar lugar a la nueva progenie. El hospedador de estos microorganismos puede ser el ser humano, un animal, un vegetal o una bacteria. Todos los organismos vivos tienen sus propios virus, y en general, cada tipo de virus infecta una única especie. La gran abundancia de estos microorganismos va acompañada también de una gran diversidad, así se han descrito multitud de ellos que se diferencian en morfología, estructura, ciclo de vida, etc.

Es importante señalar que no todos los virus son perjudiciales, en realidad, la mayoría habitan a nuestro alrededor sin causar ningún daño, e incluso algunos son beneficiosos, ya que regulan las poblaciones de ciertos ecosistemas naturales y las mantienen en equilibrio. Es el caso de los virus que infectan a las bacterias (llamados bacteriófagos o fagos), los cuales son indispensables para modular las poblaciones microbianas, como por ejemplo, nuestra microbiota intestinal. Los bacteriófagos resultan especialmente interesantes por ser modelos de estudio y la base para el desarrollo de un gran número de herramientas de la biología molecular actual; a ellos he dedicado la mayor parte de mi trabajo de investigación. 

Durante mi etapa inicial en el Área de Microbiología de la Universidad de Oviedo, estudiamos varias propiedades de los bacteriófagos, como su estructura, regulación génica y ciclo de vida. Los trabajos se centraron en un grupo concreto de bacteriófagos, los que infectan a las bacterias del ácido láctico. Nuestro interés en estos virus se debía a la problemática que ocasionaban en la industria láctea, ya que son la causa de fallos en las fermentaciones, y por tanto, el origen de importantes pérdidas económicas. En algunas ocasiones, la leche cruda tiene un alto número de bacteriófagos, los cuales pueden sobrevivir al proceso de pasteurización de la misma. Cuando esta leche se utiliza como leche líquida, los virus son totalmente inocuos para los consumidores y no ocasionan ningún problema. Sin embargo, cuando la leche se utiliza para la elaboración de queso, es preciso añadir un cultivo iniciador, el cual está formado por bacterias del ácido láctico que se encargarán del proceso de fermentación. La presencia de bacteriófagos en la leche provoca la infección y muerte de estas bacterias, inhibiéndose así la acidificación necesaria para la formación de la cuajada, que es el primer paso de la elaboración de queso. La solución al problema pasa por el desarrollo de cultivos iniciadores que sean resistentes a la infección por estos bacteriófagos.

Son los organismos más abundantes, ningún otro ha tenido tanto éxito en colonizar suelos, océanos, animales y plantas

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Tras mi incorporación al grupo DairySafe del Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA-CSIC) en el año 2005, iniciamos un trabajo encaminado a desarrollar nuevos antimicrobianos que pudieran utilizarse como una alternativa a los antibióticos y los biocidas. La capacidad que tienen los bacteriófagos para matar exclusivamente a ciertas bacterias patógenas, aunque éstas sean resistentes a los antibióticos, es una ventaja que merece la pena estudiar. Como es bien conocido, la medicina actual se enfrenta al grave problema de la falta de antibióticos para tratar a pacientes con infecciones causadas por bacterias multirresistentes. A principios del siglo XX, antes de que se hubieran descubierto los antibióticos, algunas infecciones se trataron con bacteriófagos, lo que se denominó terapia fágica. En la actualidad se está volviendo a proponer esta terapia para aquellos casos en los que los tratamientos convencionales ya no funcionan y hay que recurrir a estrategias que están en desarrollo (es lo que se denomina uso compasivo). Al contrario que años atrás, los bacteriófagos y proteínas fágicas que se utilizan en terapia humana están muy bien estudiados, y las preparaciones han de pasar estrictos controles de seguridad. En concreto, nuestro trabajo se centra en el desarrollo de nuevos antimicrobianos (bacteriófagos y endolisinas) frente a dos especies bacterianas, Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis, que causan serios problemas en el ámbito clínico y alimentario. S. aureus es un contaminante frecuente en algunos alimentos y también la causa de mastitis en el ganado vacuno. Además, las cepas resistentes a antibióticos (también llamadas MRSA) son endémicas en muchos hospitales, en donde causan infecciones graves. S. epidermidis también causa infecciones hospitalarias asociadas al uso de dispositivos médicos como implantes o catéteres. Frente a estas bacterias, hemos obtenido ya varios antimicrobianos de origen fágico que han resultado muy efectivos en ensayos de laboratorio y en animales de experimentación. Nuestros pasos se encaminan ahora en conseguir la aprobación por parte de las autoridades correspondientes para su futura utilización en clínica y en alimentación.

Es evidente que tenemos por delante multitud de retos, el más urgente es sin duda la lucha contra el coronavirus, pero hay otros que necesitamos resolver y por eso la investigación tiene una importancia indiscutible para el avance de la sociedad. La investigación básica es esencial, ya que es sobre la que se construyen las aplicaciones que la sociedad va demandando. Sin embargo, la carrera científica no es sencilla, se necesita mucho entusiasmo, gran esfuerzo y también algo de suerte. La financiación de los proyectos es muy limitada y la competitividad es cada vez mayor. En contraposición a estas dificultades, el ámbito científico aporta muchas satisfacciones profesionales y personales, al menos para aquellos que como yo, sienten que es un gran privilegio trabajar en lo que les apasiona.  

Pilar García Suárez es científica titular del CSIC, jefa del Departamento de Tecnología y Biotecnología de Productos Lácteos (IPLA-CSIC) y Coordinadora de la Red Temática Española de bacteriófagos (FAGOMA). Es bióloga (1988) y realizó su tesis doctoral en el área de Microbiología de la Universidad de Oviedo. Se incorporó al CSIC (Instituto de Productos Lácteos de Asturias, IPLA-CSIC), en 2005 y es científica titular desde 2009. Ha participado en 34 proyectos de investigación regionales, nacionales e internacionales, siendo investigadora principal en 11 de ellos. Además, ha participado en seis contratos de investigación con empresas internacionales y es coinventora en tres patentes. Ha dirigido siete tesis doctorales y los resultados de su investigación se han publicado en 89 artículos SCI, 21 no SCI, 13 capítulos de libro y un libro.   

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