Ejercicio resuelto de Virus · Biología · Asturias · 2021

8.- En mayo de 2019 la adolescente británica Isabelle Holdaway salvó su vida gracias a un tratamiento con fagos modificados genéticamente que eliminaron una infección resistente a antibióticos. Días después, en Bruselas, un bebé fue tratado de manera similar de una infección en hígado y sangre resistente a antibióticos.
a. ¿Qué relación o nexo encuentra entre los fagos e infecciones resistentes a antibióticos? (Calificación máxima 0,5 puntos)
b. Justifique a qué fases del ciclo biológico de un fago pertenecen los siguientes cultivos de los microorganismos a los que infectan:
• Cultivo A: Los microorganismos contienen crómico durante varios días sin que se observen fagos en el medio de cultivo.
• Cultivo B: Se observan fagos en el medio de cultivo. (Calificación máxima 1 punto)
c. Indique dos semejanzas entre los virus y el resto de microorganismos. (Calificación máxima 0,5 puntos)

$\mathbf{\text{a.}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{relaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{nexo}}\mathbf{\text{encuentra}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{fagos}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{infecciones}}\mathbf{\text{resistentes}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{antibi}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{ticos?}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{xima}}\mathbf{\text{0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

El nexo es que el bacteriófago mata a la bacteria por un mecanismo $\mathbf{\text{completamente}}\mathbf{\text{distinto}}$ del de un antibiótico, de modo que la resistencia adquirida frente a este no protege frente a aquel. Es lo que se llama $\mathbf{\text{terapia}}\mathbf{\text{f}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{gica}}$, y es la alternativa que se está recuperando ante las superbacterias multirresistentes, como en los dos casos del enunciado.

Un antibiótico actúa sobre una diana molecular —la pared, el ribosoma, la girasa—, y la bacteria se hace resistente modificándola o expulsando el fármaco. Un fago, en cambio, se adsorbe a un receptor de su superficie, le inyecta su ácido nucleico, secuestra su maquinaria y la lisa. Nada de eso depende de la diana del antibiótico.

Añade además dos ventajas: es muy $\mathbf{\text{espec}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{fico}}$, ataca solo a la cepa que reconoce y respeta la microbiota del paciente, y se $\mathbf{\text{multiplica}}$ allí donde encuentra a su hospedador, de manera que la dosis se amplifica sola donde hace falta.

$\mathbf{\text{b.}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{fases}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{ciclo}}\mathbf{\text{biol}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{gico}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{fago}}\mathbf{\text{pertenecen}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{siguientes}}\mathbf{\text{cultivos:}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{cultivo}}\mathbf{\text{A}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{microorganismos}}\mathbf{\text{siguen}}\mathbf{\text{creciendo}}\mathbf{\text{durante}}\mathbf{\text{varios}}\mathbf{\text{d}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{as}}\mathbf{\text{sin}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{observen}}\mathbf{\text{fagos}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{medio,}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{cultivo}}\mathbf{\text{B}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{observan}}\mathbf{\text{fagos}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{medio}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{cultivo.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{xima}}\mathbf{\text{1}}\mathbf{\text{punto)}}$

$\mathbf{\text{Cultivo}}\mathbf{\text{A:}}\mathbf{\text{ciclo}}\mathbf{\text{lisog}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{nico.}}$ La justificación son los dos datos juntos. Que las bacterias $\mathbf{\text{sigan}}\mathbf{\text{creciendo}}$ durante días significa que el fago no las destruye, y que $\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{observen}}\mathbf{\text{fagos}}$ en el medio, que no se están produciendo viriones. Eso es exactamente lo que ocurre cuando el ADN vírico se ha integrado en el cromosoma bacteriano y permanece como $\mathbf{\text{profago}}$, silencioso: se replica pasivamente con el cromosoma en cada división y pasa a toda la descendencia, de modo que el cultivo prospera y las bacterias son lisogénicas.

$\mathbf{\text{Cultivo}}\mathbf{\text{B:}}\mathbf{\text{ciclo}}\mathbf{\text{l}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{tico.}}$ Aquí sí hay fagos libres en el medio, lo que significa que el ADN vírico ha tomado el mando de la bacteria, se ha replicado, ha dirigido la síntesis de las proteínas de la cápsida y los nuevos viriones se han ensamblado y han salido lisando la célula. Cabe la posibilidad de que se trate de un cultivo lisogénico en el que el profago se ha $\mathbf{\text{inducido}}$ —por radiación ultravioleta o por un agente químico—, se ha escindido del cromosoma y ha entrado en ciclo lítico.

$\mathbf{\text{c.}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{semejanzas}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{virus}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{resto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{microorganismos.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{xima}}\mathbf{\text{0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

$\mathbf{\text{i)}}\mathbf{\text{Poseen}}\mathbf{\text{material}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tico}}\mathbf{\text{propio}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{evolucionan.}}$ Como cualquier ser vivo, un virus tiene un genoma —de ADN o de ARN— que contiene su información, que se replica y que $\mathbf{\text{muta}}$; sobre esa variabilidad actúa la selección natural, de modo que los virus se adaptan y evolucionan, como demuestran las variantes de la gripe.

$\mathbf{\text{ii)}}\mathbf{\text{Est}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{formados}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mismas}}\mathbf{\text{biomol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{pueden}}\mathbf{\text{causar}}\mathbf{\text{enfermedad.}}$ Sus componentes son ácidos nucleicos y proteínas, y en algunos casos lípidos y glúcidos, los mismos principios inmediatos que los demás seres vivos; y, como muchas bacterias, hongos y protozoos, son $\mathbf{\text{agentes}}\mathbf{\text{pat}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{genos}}$ capaces de parasitar a otro organismo y producirle una infección.

La diferencia de fondo, que conviene señalar, es que carecen de estructura celular y de metabolismo propio, de modo que no se les incluye en ningún reino.