Ejercicio resuelto de Virus · Biología · Aragón · 2022

En 2019 se publicó un trabajo en la revista científica Microbial Biotechnology, donde se presentaba una nueva estrategia para luchar contra el agente patógeno Staphylococcus, responsable de muchas de las infecciones hospitalarias, es decir, aquellas que el paciente adquiere en el propio centro sanitario. Dicha estrategia consistía en utilizar bacteriófagos para limpiar las superficies de los baños y habitaciones de los pacientes. [2 puntos]

a) Los fagos utilizados tenían ciclo lítico. Explique cada una de las fases de este ciclo. [1,5 puntos]

b) ¿Por qué no se eligieron fagos con un ciclo lisogénico? Razone brevemente la respuesta, indicando la diferencia principal entre ambos ciclos. [0,3 puntos]

c) En el mismo artículo se afirma que «los microorganismos utilizados en esta prueba para limpiar las superficies son seguros para los humanos». Razónelo. [0,2 puntos]

$\textbf{a) Los fagos utilizados tenían ciclo lítico. Explique cada una de las fases de este ciclo. [1,5 puntos]}$

Fijación o adsorción. El virus se une a la superficie de la célula hospedadora. En los bacteriófagos son las fibras caudales las que reconocen receptores específicos de la pared bacteriana y se anclan a ellos. Esta unión es la que determina la especificidad del fago: solo puede infectar a las bacterias que poseen ese receptor.

Penetración. Varía según el virus, pero en los bacteriófagos entra únicamente el ácido nucleico, por un mecanismo de inyección. Las enzimas —lisozimas— de la placa basal perforan la envuelta bacteriana, la vaina de la cola se contrae y el ADN vírico pasa al interior de la bacteria a través del orificio abierto, mientras la cápsida vacía queda fuera.

Replicación, eclipse o síntesis de las proteínas víricas. Es la fase de mayor actividad metabólica del ciclo. El virus utiliza la maquinaria de la célula hospedadora para replicar, transcribir y traducir su información genética: se generan miles de copias del ADN vírico, las enzimas necesarias para la replicación y las proteínas de la cápsida. Se llama fase de eclipse porque durante ella los componentes del virus están dispersos y sin ensamblar, de manera que no puede detectarse ninguna partícula vírica completa.

Ensamblaje o maduración. Los capsómeros recién sintetizados se ensamblan formando las cápsidas, y el material genético vírico se repliega y penetra en ellas. Quedan así constituidos los nuevos viriones completos.

Lisis o liberación. Enzimas víricas degradan la pared de la bacteria, que estalla y muere liberando al medio cientos de fagos nuevos. Estos tienen capacidad inmediata para infectar otras células e iniciar un nuevo ciclo.

$\textbf{b) ¿Por qué no se eligieron fagos con un ciclo lisogénico? Razone brevemente la respuesta, indicando la diferencia principal entre ambos ciclos. [0,3 puntos]}$

La diferencia principal es que en el ciclo lítico el fago se multiplica de inmediato y destruye la bacteria al liberarse, mientras que en el ciclo lisogénico el ADN vírico se integra en el cromosoma bacteriano en forma de profago y permanece latente, replicándose pasivamente con la bacteria cada vez que esta se divide, sin producir partículas víricas ni romper la célula, hasta que un agente inductor lo activa y desencadena entonces un ciclo lítico.

Por eso solo tiene sentido emplear fagos líticos: el objetivo de la estrategia es eliminar el *Staphylococcus* de las superficies, y únicamente el ciclo lítico garantiza la destrucción rápida de las bacterias. Un fago lisogénico dejaría a la bacteria viva y activa durante un tiempo indefinido, y además podría transferirle genes de virulencia o de resistencia a antibióticos.

$\textbf{c) En el mismo artículo se afirma que «los microorganismos utilizados en esta prueba para limpiar las superficies son seguros para los humanos». Razónelo. [0,2 puntos]}$

Porque los bacteriófagos son específicos de bacterias y no pueden infectar células eucariotas. La infección exige que las fibras caudales reconozcan receptores concretos de la pared bacteriana, y las células humanas no tienen ni pared ni esos receptores, de modo que el fago no puede fijarse a ellas ni inyectarles su material genético. Además, sus genes están adaptados a la maquinaria de expresión bacteriana. Este es el fundamento de la fagoterapia.