José R. Penadés, catedrático de la CEU UCH y del Imperial College London, autor de las investigaciones publicadas en Cell. | CEU-UCHUn equipo internacional de investigadores liderado por el catedrático José R. Penadés, de la Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU UCH) y del Imperial College London, ha identificado un mecanismo hasta ahora desconocido que explica cómo las bacterias intercambian genes que las hacen más resistentes y peligrosas. El trabajo, publicado en la revista Cell, revela cómo ciertos parásitos de los bacteriófagos –llamados cf-PICIs– son capaces de "piratear" la maquinaria de distintos virus para expandirse entre múltiples especies bacterianas y transferirles genes de resistencia y virulencia.
Tal y como destaca el profesor Penadés, "el hallazgo explica por qué bacterias muy distintas pueden compartir rasgos que las hacen más difÃciles de tratar. Estos mecanismos de piraterÃa genética no solo nos ayudan a comprender mejor la evolución bacteriana, sino que también ofrecen nuevas oportunidades para diseñar terapias y diagnósticos más efectivos frente al desafÃo global de la resistencia a antibióticos".
Cómo funciona la "piraterÃa microbiana"
Los bacteriófagos o fagos son virus que infectan bacterias y suelen ser muy especÃficos de cada especie. Tanto los fagos como sus satélites constan de una cápside, que alberga el ADN, y de un tallo, que actúa como "jeringa" y determina qué bacterias pueden ser infectadas. El equipo de Penadés ha demostrado que las cf-PICIs –una familia de satélites de fagos presente en más de 200 especies bacterianas– son capaces de fabricar sus propias cápsides para empaquetar su ADN y, posteriormente, ensamblarse con tallos de diferentes fagos. Gracias a esta estrategia, las cf-PICIs pueden saltar entre especies bacterianas muy diversas y transferir material genético entre ellas.
"Este mecanismo explica la extraordinaria abundancia y diversidad de estos satélites en la naturaleza. El descubrimiento de este proceso de 'piraterÃa' abre la puerta a rediseñar estos satélites como herramientas terapéuticas, con capacidad para atacar bacterias multirresistentes o para superar defensas, como los biofilms", señala Penadés.
Inteligencia artificial como "co-cientÃfica"
Este estudio ha servido, además, para validar la nueva plataforma de inteligencia artificial "AI co-scientist" desarrollada por Google para el ámbito de la investigación cientÃfica. El equipo del profesor Penadés planteó a la IA la misma pregunta que motivó la investigación: ¿cómo consiguen las cf-PICIs propagarse entre tantas especies bacterianas? En apenas dos dÃas, la IA propuso una hipótesis idéntica a la que los investigadores confirmaron tras varios años de trabajo experimental.
"Este resultado demuestra el enorme potencial de la IA para acelerar el proceso cientÃfico", comenta Penadés. "No sustituye a los cientÃficos, pero puede ser una herramienta poderosa para generar hipótesis de alto valor y guiar nuevos experimentos". En el ámbito de la resistencia a los antibióticos, que constituye una de las mayores amenazas sanitarias a nivel mundial, "comprender los mecanismos que permiten a las bacterias intercambiar genes de resistencia y virulencia resulta clave para desarrollar nuevas estrategias que permitan frenarla. La IA puede ayudarnos a acelerar nuestros hallazgos ante este reto de salud urgente", destaca el profesor Penadés.
