Los virus que evolucionaron en el entorno único de la Estación Espacial Internacional (ISS) demuestran una mayor eficacia para matar bacterias cuando regresan a la Tierra. Los hallazgos, publicados en PLOS Biology el 13 de enero, revelan cómo la microgravedad altera fundamentalmente la carrera evolutiva entre las bacterias y los virus que las infectan (fagos). Esta investigación no se trata sólo de biología espacial; tiene implicaciones directas para el desarrollo de tratamientos más potentes contra las bacterias resistentes a los antibióticos en la Tierra.
El cambio evolutivo en la microgravedad
Las bacterias y los fagos participan en una carrera armamentista constante: las bacterias desarrollan defensas, los fagos desarrollan formas de evitarlas. Pero esta competencia se desarrolla de manera diferente en el espacio, donde la falta de gravedad crea un proceso evolutivo más lento y deliberado. Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison compararon E. coli infectadas con el fago T7 en la ISS versus grupos de control idénticos en la Tierra.
El estudio confirma hipótesis anteriores de que los ciclos de infección por fagos son más lentos en microgravedad debido a la reducción de la mezcla de fluidos. En la Tierra, la gravedad agita los fluidos, asegurando un contacto constante entre bacterias y virus. En el espacio, esta mezcla no ocurre de forma natural, lo que obliga a los fagos a adaptarse a un ritmo más lento y volverse más eficientes para unirse a las bacterias.
Las mutaciones genéticas aumentan la potencia viral
La secuenciación del genoma completo reveló que tanto las bacterias como los fagos de la ISS acumularon mutaciones genéticas únicas que no se ven en muestras cultivadas en la Tierra. Los virus espaciales desarrollaron mutaciones que aumentaron su capacidad para infectar bacterias y unirse a receptores bacterianos. Simultáneamente, E. coli desarrolló defensas contra estos ataques, incluida la alteración de sus receptores para resistir la infección por fagos y la mejora de la supervivencia en microgravedad.
Luego, los investigadores utilizaron un escaneo mutacional profundo para analizar los cambios en las proteínas de unión al receptor de los virus. Sorprendentemente, los fagos adaptados al espacio, cuando fueron traídos de regreso a la Tierra, exhibieron una mayor actividad contra la E. cepas coli : específicamente aquellas que comúnmente causan infecciones del tracto urinario. Este resultado inesperado demuestra que las presiones evolutivas del espacio pueden producir virus con mayor poder letal en entornos terrestres.
“Fue un hallazgo fortuito”, afirmó el autor principal del estudio, Srivatsan Raman. “No esperábamos que los fagos [mutantes] que identificamos en la ISS mataran a los patógenos en la Tierra”.
Implicaciones para la terapia con fagos
Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para la terapia con fagos, un tratamiento emergente que utiliza virus para matar bacterias o mejorar la eficacia de los antibióticos. Los expertos sugieren que comprender cómo los fagos se adaptan a la microgravedad a nivel genético podría ayudar a optimizar las estrategias antibióticas en la Tierra.
Charlie Mo, profesor asistente de la Universidad de Wisconsin-Madison, señala que si bien la investigación es prometedora, el costo de los experimentos espaciales o la simulación de la microgravedad sigue siendo un desafío. Sin embargo, los beneficios potenciales se extienden más allá de las aplicaciones terrestres; terapias con fagos más efectivas podrían ser cruciales para la salud de los astronautas durante misiones espaciales de larga duración.
En conclusión, este estudio destaca los beneficios inesperados de la investigación espacial para la medicina terrestre. Al estudiar cómo evolucionan los virus en microgravedad, los científicos están descubriendo nuevas formas de combatir la resistencia a los antibióticos y mejorar las terapias con fagos, tanto en la Tierra como en el cosmos.
