José R. Penadés: «Los fagos satélites abren la puerta a nuevos tratamientos contra enfermedades»

José R. Penadés es catedrático de la Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU UCH) de Valencia y del Imperial College London. Desde tierras inglesas atienda a El Debate después de que la prestigiosa revista Nature Reviews Microbiology publique una revisión en la que ha formado el investigador valenciano sobre los fagos satélites.

- ¿Qué implica esta revisión sobre los fagos satélites que ha sido portada en la revista Nature Reviews Microbiology?

- Bueno, pues digamos que es como un reconocimiento. Nosotros empezamos a trabajar en estos fagos satélites hace más de 20 años. Trabajamos en que estos fagos satélites, estos virus satélites, necesitan de otros virus para funcionar durante muchísimo tiempo. La gente pensó que eran como, digamos, virus defectivos o fagos defectivos, como que no eran unas entidades relevantes por sí mismas.

Entonces, que después de dos décadas hayamos sido capaces de generar una nueva área de investigación, de darle relevancia a estos elementos, y que al final esto, digamos, tenga el reconocimiento de que una revista como Nature Microbiology te lo ponga en portada, pues hombre, es una gran satisfacción, la verdad. Porque es una cosa que jamás pensábamos hace 20 años que pudiera ocurrir.

- ¿Cómo se puede explicar que son los fagos satélites?

- Los fagos satélites son unos virus que tienen la habilidad de poder infectar a una célula. Lo mismo pasa con los virus humanos o los virus de bacterias, cualquier tipo de virus tiene la habilidad de infectar a una célula. En este caso una bacteria se multiplica y luego produce lo que necesitan para formar estructuras que cuando esa célula se rompa y esas estructuras se liberen, puedan ir a otro sitio y volver a infectar.

Uno tiene la imagen de cuando uno coge una infección, el virus entra, se multiplica, produce millones de copias que luego van a poder ir a otras células y así vamos a producir la infección, lo mismo ocurre con las bacterias. Esos virus satélites tienen la habilidad de producir las partículas que van a poder infectar a otras. La manera en que ellas funcionan es que están en la bacteria durmientes hasta que un virus infecta, hasta que un fago infecte a esa bacteria, entonces cuando el virus infecta a esa bacteria, ellas saben que eso está pasando, lo notan, lo perciben y entonces lo que hacen es, empiezan a multiplicarse, pero luego para producir las partículas que van a poder irse a otro sitio y infectar a otras células, eso se lo roban todo al virus, es como un parásito, es como un virus de un virus. Con esa estrategia, ellas tienen la habilidad de moverse a otras bacterias.

- ¿Dónde encontramos estos virus satélites?

- Esos virus lo que tienen es información que le dan ventajas a las bacterias en ciertas situaciones. Por ejemplo, hay virus satélites que dan resistencia a antivirus. Por la bacteria, por tener ese virus satélite, es resistente a un antivirus.

Hay virus satélites que producen toxinas que le van a ayudar a la bacteria a producir una infección. En el Staphylococcus aureus, que es donde empezó todo esto, hay una enfermedad que se llama el Síndrome del subtóxico, que puede llegar incluso a matar a la persona, pues la toxina que produce esa enfermedad está en uno de esos satélites. Entonces las bacterias usan mucho los satélites porque es una manera de pasarnos información.

Las bacterias usan mucho los satélites porque es una manera de pasarnos informaciónJosé R. Penadés

Imagínate que yo tengo un satélite que me da resistencia a un antibiótico, pero tú no lo tienes, pero yo te lo puedo pasar. Entonces tú automáticamente vas a hacerse resistente. Entonces las bacterias usan mucho los satélites para pasarse información que les va a dar ventajas en algunos sitios a producir una infección o a resistir un antibiótico.

Entonces son elementos móviles porque se pueden mover de un sitio a otro y su gran característica es que ellos por sí mismos no son capaces de producir lo que nosotros llamamos partículas infectivas. Pero cuando aparece un virus, se lo pueden robar casi todo para entonces ser infectivos. Es el parásito de un parásito.

Y cuando nosotros empezamos hace 20 años, se descubrieron una sola bacteria, que se llama Staphylococcus aureus y hace 4 o 5 años demostramos que están prácticamente en la totalidad de bacterias con distintas características. Entonces es una familia ya muy relevante y de ahí que la revista lo realzase. Es algo de interés ahora para los bacteriólogos.

- Comentas que los fagos satélites se encuentran en las bacterias, pero ¿en cualquier tipo de bacteria? ¿O estamos hablando de bacterias muy específicas?

- Sí, pues mira, es decir, bacterias hay algunas que son patógenas, que nos producen enfermedad, pero eso son la minoría. La mayor parte de bacterias no nos producen enfermedad, más bien lo contrario, nos ayudan a prevenir enfermedades o nos dan equilibrios.

Lo que vemos es que casi todas las bacterias tienen satélites. La información que llevan esos satélites muchas veces depende del tipo de bacteria. Por ejemplo, aquellas que te producen enfermedad, muchas veces los satélites lo que tienen son proteínas o toxinas o genes que van a codificar para producir esa enfermedad.

La mayor parte de bacterias no nos producen enfermedad, más bien lo contrarioJosé R. Penadés

Pero luego tienes otras bacterias que viven en el suelo y lo que tienen son información que le permite a esa bacteria vivir mejor en el suelo. Es como si fuera información que es como la nube. Si tú imaginemos lo que nosotros usamos, nosotros tenemos cosas que podemos intercambiar o bajar o lo que sea, en función de lo que necesitemos, pues estos satélites funcionan un poco igual.

Las bacterias se los pueden pasar y tienen información que es relevante para la bacteria dependiendo de qué características esa bacteria tiene. Entonces, aquellas que son patogénicas o virulentas, muchas veces los satélites codifican para factores de virulencia o de patogenicidad. Pero aquellas que no lo son y que viven en el suelo, codifican para cosas que le permiten vivir en el suelo.

Entonces, es muy variable. Estos satélites o los fagos satélites son virus que infectan bacterias. Pero si uno habla de virus satélites en general, incluso los virus que infectan a personas o que infectan a plantas también tienen sus satélites.

Los fagos satélites son virus que infectan bacteriasJosé R. Penadés

Hay virus de hepatitis que tienen sus satélites y muchas veces el satélite es el que determina la virulencia. Entonces, son unas familias de elementos que están apareciendo ahora que incluso no solo están restringidos a las bacterias, sino que incluso a virus que infectan organismos superiores como las personas, plantas, animales, también tienen sus satélites. Y la información depende un poco de la bacteria, como te decía, o qué es lo que se infecta.

No es una cosa concreta que nos diga todos los satélites hacen esto. Están muy bien adaptados al modo de vida de las bacterias en las que ellos viven.

- Después de 20 años de haber conseguido estos estudios y este conocimiento de lo que son los fagos satélites, ¿qué campos abre esta investigación?

- Yo creo que es importante porque hay muchísima gente intentando entender cómo las bacterias evolucionan muy rápidamente. Las bacterias tienen la habilidad de evolucionar muy rápidamente. Por eso son resistentes.

Esto abre, digamos, por primeros, había unos elementos que eran desconocidos hace 20 años, que son muy importantes para entender cómo evolucionan. Entonces, la gente que hace estos estudios tiene que tener en consideración que estos elementos pueden ser muy importantes en determinar cómo de rápido las bacterias evolucionan.

Hay menos antibióticos que son funcionales y como cada vez las bacterias son más resistentesJosé R. Penadés

Es decir, a ver si somos capaces de que las cosas no evolucionen tanto. Hay otra cosa interesante que nosotros también estamos explorando ahora. Hay menos antibióticos que son funcionales y como cada vez las bacterias son más resistentes, los virus se están proponiendo ahora como herramientas para combatir las infecciones.

Como los virus, en teoría, cuando infectan, la bacteria al final va a morir, pues hay muchos grupos ahora intentando utilizar virus para tratar infecciones. En los satélites, como usan herramientas muy parecidas a los virus para infectar y tal, pues hay también ahora gente, en el momento en que conocemos muy bien o mejor cómo funciona, para intentar usar esos satélites modificados también para tratar infecciones. Entonces, digamos, resumiendo a tu pregunta, si hay una parte básica que nos permite entender mejor cómo las bacterias evolucionan, en este caso cómo se hacen más resistentes, por ejemplo, o más virulentas, a ver si de alguna manera eso se puede tener.

La investigación abre puertas a nuevos tratamientos para combatir enfermedades

Y por otra parte, también abre puertas a nuevos tratamientos para combatir enfermedades, infecciones bacteriales.

- Y a modo personal, ¿qué representa para usted que dicha revisión haya sido publicada en la portada de una revista tan prestigiosa?

- Bueno, pues una satisfacción personal, sobre todo por eso, porque empezamos hace 20 años y ha habido mucha gente implicada. La gente no acababa de creer que esto pudiera ser importante, porque se pensaba que eran como virus defectivos. Entonces, que después de todo este tiempo hayamos sido capaces de demostrar cómo funcionan, sólo primero, la importancia que tienen en la evolución y que están presentes en muchísimas bacterias hasta el punto que hoy en día se considera que son unos elementos móviles muy importantes. Hemos puesto cosas que hace 20 años no existían, pues hemos demostrado que existen, hemos explicado cómo funcionan y hemos también demostrado que son muy importantes para la evolución bacterial. Pues es como una especie de sueño, algo que hace 20 años jamás en la vida pensábamos que pudiera ocurrir y que ahora eso pasa en los sitios y la gente se da cuenta que conoce a la familia, que ve la importancia, entonces es una satisfacción personal muy grande mía y de todo el mundo que ha trabajado en esto, porque ha habido muchísima gente, muchos estudiantes y muchos postdocs y muchos colaboradores que durante estos 20 años hemos trabajado para poner estos satélites en la portada, entonces es una gran satisfacción personal.

- ¿En qué está trabajando ahora tras esta publicación?

- Ahora el laboratorio trabaja en varios proyectos, pero relacionados con los satélites. Hemos estado trabajando y seguimos trabajando en una cosa súper interesante. Vimos que uno de estos satélites, una familia muy peculiar, tenía una habilidad. Normalmente los satélites se mueven dentro de bacterias que pertenecen a la misma especie, pero encontramos que había satélites que eran capaces de pasar a distintas especies y no sabíamos muy bien cómo. Hemos descubierto un mecanismo que es súper bonito. Y en paralelo hemos estado trabajando con Google, que está desarrollando un sistema para funcionar como un investigador y proponer ideas, y eso ha sido muy bonito, porque trabajando con ese sistema le preguntamos «oye, ¿qué ideas tienes tú para que pudieran explicar que estos satélites particulares puedan estar en muchas especies, pueden ir de una especie a otra?» y entonces una de las hipótesis que propuso fue exactamente la que nosotros habíamos demostrado con nuestros experimentos, aunque el sistema no conocía nuestros experimentos. Entonces ha sido una experiencia súper bonita, porque en términos de biología es un nuevo sistema de cómo estos satélites se mueven en la naturaleza entre distintas especies, pero por otra parte, con todo eso de la inteligencia artificial, te das cuenta del poder que estas herramientas están cogiendo. A nosotros nos costó más de diez años saber cómo funcionaba y este sistema de inteligencia artificial con dos o tres días nos propuso la hipótesis.

Te das cuenta que estamos entrando en una era completamente distinta y que la biología y la manera de hacer ciencia va a cambiar. Los artículos saldrán en los próximos dos meses sobre esta historia, pues ha sido también una experiencia muy interesante, tanto desde el punto de vista de la biología, porque el mecanismo es muy bonito, como por el hecho de que un programa sea capaz de funcionar un poco al nivel que nosotros funcionamos en el laboratorio a la hora de proponer ideas y hipótesis.