El 95% de los niños contrae una infección por rotavirus antes de los cinco años, y de ellos más de medio millón muere cada año por esta causa. Una nueva perspectiva se abrió ante ellos el día que los investigadores del Grupo de Microbiología Molecular del Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA, CSIC) comprobaron que habían conseguido desarrollar un método que les permitía introducir cualquier gen en el cromosoma de una bacteria láctica, de forma estable y sin tener que dejar ninguna otra información genética adicional.

A raíz de este trabajo, contactó con ellos el profesor Lennart Hammarström del Instituto Karolinska de Estocolmo (Suecia) para proponerles participar en un proyecto europeo junto con otros socios internacionales.

La propuesta tenía como objetivo desarrollar técnicas que permitieran inmunizar a la población de forma rápida frente a eventuales armas bioterroristas utilizando lactobacilos, bacterias que se emplean desde hace miles de años como fermentos en los productos lácteos.

Como explica Miguel Ángel Álvarez, coordinador del grupo, “elegimos este tipo de bacterias porque, además de ser seguras y tener efectos beneficiosos para la salud, colonizan las mucosas de los mamíferos, lo que las convierte en las candidatas ideales para este trabajo”.

La idea que emprendieron entonces con el Karolinska consistía en modificarlas genéticamente para que pudieran actuar como agentes inmunizadores. Posteriormente, y tras haber culminado en 2007 con aquel proyecto, los científicos españoles y suecos se propusieron seguir colaborando, en este caso para desarrollar un tratamiento oral, barato, sencillo y seguro frente a las infecciones gastrointestinales.

Las infecciones que afectan al tracto digestivo son una de las causas más importantes de mortalidad entre los lactantes y los niños de todo el mundo, especialmente en países en vías de desarrollo, mientras que en los países desarrollados son uno de los principales motivos de hospitalización infantil.

Este contexto favoreció que la nueva propuesta coordinada por el Instituto Karolinska para desarrollar tratamientos inmunológicos frente a este tipo de infecciones consiguiera el aval económico de la Comisión Europea.

Con este apoyo, los investigadores del denominado proyecto Lactobody han conseguido “construir” lactobacilos que producen anticuerpos de llama frente a rotavirus. Ahora están a punto de comenzar los ensayos clínicos del tratamiento a base de estas bacterias, que se podrían tomar como los fermentos lácteos del yogur “y son, por tanto, de producción sencilla y bajo coste”, según los investigadores.

Inmunidad “a la carta”

 

El rotavirus A de las heces de un niño infectado.

Rotavirus A de las heces de un niño infectado. / Graham Colm

Mientras que las vacunas se centran en el aspecto preventivo, los tratamientos inmunológicos actúan para restablecer la salud una vez que se ha contraído la infección. Desde el prisma de los investigadores, “no siempre es posible obtener vacunas eficaces y es importante disponer de varios frentes frente a las infecciones. Además, siempre pueden producirse mutaciones que den lugar a variantes del virus  que no están contenidas en la vacuna, así que es muy útil disponer de alternativas que nos permitan desarrollar tratamientos frente a nuevas cepas”.

De hecho, esta técnica para emplear bacterias lácticas modificadas como tratamiento inmunológico “puede adaptarse a las rápidas mutaciones que experimentan los virus de ARN como éste”, destacan sus promotores.

Hacia una posible comercialización

Una vez que los ensayos clínicos hayan finalizado, los investigadores esperan disponer de un producto lácteo que se configure como una posible alternativa o complemento a la rehidratación oral. Tal y como explica la investigadora del IPLA Mari Cruz Martín, “supondría una vía de tratamiento para las personas que no tienen acceso a atención hospitalaria y que por tanto no pueden recibir hidratación paliativa parenteral”.

El proyecto ha despertado el interés de empresas como la multinacional Unilever, miembro del consorcio de investigación, y otras que tanto en Reino Unido como en EE UU se han mostrado interesadas en licenciar la patente de la tecnología que permite que las bacterias lácticas produzcan los anticuerpos deseados, en este caso anticuerpos de llama contra rotavirus. Es por eso que el IPLA y el Karolinska, responsables de haber creado y refinado la técnica, ya han registrado la patente en Reino Unido, y está en trámite la solicitud  para EEUU.

El virus que se unió a quien no debía

A partir de llamas inmunizadas contra rotavirus en la Universidad de Utrech, los investigadores aislaron el gen que codifica el anticuerpo específico frente a rotavirus y lo introdujeron en el cromosoma de  bacterias lácticas probióticas, de tal manera que éstas  producen en la superficie externa de su pared celular el anticuerpo contra rotavirus.  

Tras ingerirse, las bacterias lácticas que producen el anticuerpo específico de llama se unen al rotavirus en el tracto gastrointestinal. Para ello, los anticuerpos adheridos a la superficie de la bacteria funcionan como la pieza de un puzzle en la que el rotavirus encaja perfectamente y por la que tiene mayor afinidad que por las células intestinales del organismo hospedador.

“Los virus, secuestrados por bacterias que les superan enormemente en tamaño, no pueden unirse a sus receptores de la mucosa intestinal, evitándose así la infección. Además, se ven arrastrados por ellas y son eliminados junto a las heces”, señala Miguel Ángel Álvarez.  

Una vez expulsada del cuerpo y libre en el medio ambiente tras “cumplir su misión”, la bacteria se muere. Un último “servicio” que evita los efectos nocivos que pudiera tener sobre el entorno la diseminación de bacterias modificadas genéticamente. Con ese fin, los investigadores han incorporado “un mecanismo de control en su ADN, que las convierte en totalmente necesitadas de un nutriente que no pueden encontrar en el medio ambiente, así que cuando salen del cuerpo, se mueren”, destaca María Fernández, miembro del grupo y vicedirectora del IPLA-CSIC.

Cuando el lastre no es suficiente

Los investigadores esperan continuar conjugando las ventajas de la tecnología que han desarrollado con la potencialidad de los anticuerpos de llama: son más pequeños y sencillos que los humanos, presentan una elevada resistencia a la acidez y a los enzimas gástricos y una mayor solubilidad. 

El objetivo es dar un paso más allá para tratar de responder a patógenos como las bacterias del género Clostridium difficile, la causa más importante de colitis pseudomembranosa, y cuyas infecciones “están aumentando, tanto en número como en severidad debido a la aparición de nuevas cepas altamente virulentas y resistentes a los antibióticos”, señala Miguel Ángel Álvarez.

Se trata de un tipo de patógeno que podría seguir teniendo efectos nocivos para al organismo aun cuando se uniese a él la bacteria con el anticuerpo correspondiente. Y en esos casos, reconocen los investigadores, el efecto lavado podría no ser suficiente.

“Nuestra idea de futuro es conseguir que este lactobacilo con los anticuerpos en su superficie, además de ‘pegarse’, produzca moléculas activas contra el patógeno. Para ello, incorporaremos  en el cromosoma de la bacteria láctica genes que codifican anticuerpos de llama contra proteínas de su superficie y contra las toxinas que produce, además de genes que codifican moléculas con actividad bactericida frente al patógeno”, adelanta el científico.

En definitiva, se trata de poder administrar “lactobacilos capaces de reconocer y actuar específicamente frente al patógeno para el que los hemos diseñado. Y, teniendo en cuenta que podemos inmunizar a las llamas frente a cualquier patógeno, el límite a las posibles aplicaciones de esta tecnología lo pone la imaginación”, concluye el investigador.

Las llamas son los cuadrúpedos del altiplano en Sudamérica, cuya resistencia en un medio adverso, robustez y pequeño tamaño parecen haber quedado impresos también en su sistema inmunológico. Las mismas cualidades que convirtieron a las llamas en el principal medio de carga del imperio inca, son trasladadas ahora a sus anticuerpos y han llevado a los investigadores a “cargar” un nuevo uso sobre la grupa de este singular camélido.