En la Estación Espacial Internacional, lejos de la gravedad terrestre, bacterias y virus protagonizaron una carrera evolutiva distinta, con resultados que sorprendieron incluso a los propios científicos.
Un estudio reciente reveló que los virus que evolucionaron en microgravedad adquirieron mutaciones que los volvieron más eficaces para matar bacterias una vez que regresaron a la Tierra.
Las bacterias y los virus que las infectan, conocidos como bacteriófagos o fagos, mantienen desde hace millones de años una relación de ataque y defensa. Las bacterias desarrollan mecanismos para evitar la infección, mientras los fagos ajustan sus estrategias para penetrarlas.
Esa coevolución fue estudiada durante décadas en laboratorios terrestres, pero su comportamiento en condiciones de casi ingravidez permanecía en gran medida desconocido. La microgravedad alteró ese equilibrio y forzó a ambos organismos a adaptarse de maneras inesperadas.
El experimento tuvo lugar a bordo de la Estación Espacial Internacional y comparó poblaciones idénticas de la bacteria Escherichia coli infectadas con el fago T7. Mientras un grupo creció en microgravedad, otro se desarrolló en la Tierra como control. Los resultados, publicados el 13 de enero en la revista PLOS Biology, mostraron que el entorno espacial modificó tanto la velocidad como la naturaleza de la infección viral.
En microgravedad, los fagos lograron infectar y eliminar bacterias con éxito, pero el proceso fue más lento que en condiciones terrestres. Esa diferencia confirmó una hipótesis previa del equipo de investigación, que sostenía que la ausencia de mezcla natural de fluidos en el espacio afectaría la frecuencia de encuentro entre virus y bacterias.
“Este nuevo estudio valida nuestra hipótesis y expectativa”, dijo el autor principal del trabajo, Srivatsan Raman, profesor asociado del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Wisconsin-Madison.
En la Tierra, la gravedad genera movimientos constantes en los líquidos. El agua caliente asciende, la fría desciende y las partículas más densas se depositan, lo que mantiene a los microorganismos en contacto permanente.
En la microgravedad de la estación espacial, ese movimiento desapareció. Todo flotó. Como consecuencia, los fagos tuvieron menos oportunidades de encontrarse con sus huéspedes y debieron adaptarse a un ritmo de infección más lento.
Mutaciones espaciales con efectos terrestres inesperados
La adaptación al ambiente espacial no quedó solo en un cambio de ritmo. La secuenciación completa de los genomas reveló que tanto las bacterias como los fagos cultivados en la Estación Espacial Internacional acumularon mutaciones genéticas que no aparecieron en las muestras terrestres. En el caso de los virus, esas mutaciones fortalecieron su capacidad para unirse a los receptores bacterianos y aumentar la eficacia de la infección. En paralelo, E. coli desarrolló cambios que reforzaron sus defensas y mejoraron su supervivencia en microgravedad.
Los investigadores aplicaron luego una técnica conocida como escaneo mutacional profundo para analizar en detalle las proteínas de unión al receptor del fago. Esa herramienta permitió identificar diferencias claras en el número, la ubicación y las preferencias de las mutaciones entre el entorno espacial y el terrestre. Las adaptaciones reflejaron la presión selectiva única que impuso la microgravedad sobre la interacción entre virus y bacterias.
El hallazgo más llamativo apareció cuando los fagos que evolucionaron en el espacio regresaron a la Tierra. Las mutaciones adquiridas en microgravedad aumentaron su actividad contra cepas de E. coli que suelen causar infecciones urinarias y que presentan resistencia al fago T7 original. “Fue un hallazgo fortuito. No esperábamos que los fagos [mutantes] que identificamos en la EEI eliminaran patógenos en la Tierra”, dijo Raman.
Ese resultado abrió una puerta inesperada en la búsqueda de alternativas frente a la crisis global de resistencia a los antibióticos. Las terapias con fagos, que utilizan virus específicos para atacar bacterias patógenas, despertaron un interés renovado en los últimos años. Comprender cómo la microgravedad modifica la evolución de estos virus podría ofrecer nuevas estrategias para diseñar tratamientos más eficaces.
“Si logramos determinar qué hacen los fagos a nivel genético para adaptarse al entorno de microgravedad, podremos aplicar ese conocimiento a experimentos con bacterias resistentes. Esto puede ser un paso positivo en la carrera por optimizar los antibióticos en la Tierra”, declaró Nicol Caplin, ex astrobióloga de la Agencia Espacial Europea que no participó en el estudio.
El trabajo también dejó en evidencia que el espacio actúa como un laboratorio evolutivo extremo. La falta de gravedad, la alteración en el movimiento de los fluidos y el estrés ambiental obligan a los microorganismos a explorar soluciones genéticas diferentes. En ese contexto, la coevolución entre bacterias y fagos siguió trayectorias que no se observan en la superficie terrestre.
Los científicos subrayaron que no se trata de enviar virus al espacio como solución inmediata. El costo de lanzar experimentos a la órbita es elevado y plantea limitaciones prácticas. “Estos resultados muestran cómo el espacio puede ayudarnos a mejorar la actividad de las terapias con fagos. Sin embargo tenemos que tener en cuenta el costo de enviar fagos al espacio o simular la microgravedad en la Tierra para lograr estos resultados”, señaló Charlie Mo, profesor asistente del Departamento de Bacteriología de la Universidad de Wisconsin-Madison, que no participó en la investigación.
La posibilidad de reproducir en la Tierra algunos efectos de la microgravedad mediante simuladores se perfila como una alternativa más accesible. Si se logran identificar los factores clave que impulsaron las mutaciones beneficiosas, los investigadores podrían replicar esas condiciones sin necesidad de salir del planeta.
