INTRODUCCIÓN

En la década de 1940, la incorporación de los antibióticos en la práctica clínica dio lugar a su uso excesivo en los humanos y en la producción animal. A lo largo de los años, esta situación provocó la selección progresiva de patógenos multirresistentes, algunos de ellos altamente refractarios a todos los antibióticos conocidos (^{Lima, Del Fiol & Balcao, 2019}). En 2020, la Organización Mundial de la Salud (OMS/WHO, por sus siglas en inglés) resaltó la importancia de llevar a cabo un plan de acción urgente, porque nos dirigimos a una era post-antibiótica en la que no será posible tratar eficazmente las infecciones bacterianas comunes si las condiciones presentes prevalecen (^{WHO, 2020}). A este problema se le denominó la “Pandemia silenciosa” (^{Mahoney, Safaee, Wuest & Furst, 2021}). El nombre es producto del acelerado incremento de patógenos multirresistentes durante el COVID-19 por la prescripción excesiva de antibióticos (^{Rusic et al., 2021}; ^{Lai, Chen, Ko & Hsueh, 2021}). Esta amenaza, aunada al limitado desarrollo de nuevas terapias por la industria farmacéutica, ha impulsado a la investigación de antimicrobianos alternativos, con nuevos mecanismos de acción y de un espectro de acción reducido (^{Terreni, Taccani & Pregnolato, 2021}). Desde 2017, la OMS y posteriormente en 2019 el Centro para el Control y Prevención de Enfermedades de los Estados Unidos (CDC, por sus siglas en inglés), publicaron un listado de bacterias para las que se necesita con urgencia nuevos antibióticos (^{WHO, 2017}; ^{CDC, 2019}). Esta lista se divide en tres categorías: prioridad crítica, alta y media, y fue elaborada en un intento por orientar y promover la investigación y el desarrollo (I + D) de nuevos antibacterianos, y destacar la amenaza de los patógenos Gram-negativos resistentes a múltiples antibióticos, con capacidad para evadir y resistir a los tratamientos, además de adquirir genes que les permiten incrementar su resistencia a los medicamentos actuales. Este grupo de patógenos representa una mayor amenaza en los hospitales, en personas inmunológicamente vulnerables, y en pacientes cuya atención médica requiere dispositivos como ventiladores y catéteres sanguíneos. Los principales patógenos multiresistentes pertenecen a los géneros Acinetobacter, Pseudomonas y a varios géneros de la familia Enterobacteriaceae (Klebsiella, Serratia, Proteus y Escherichia) (^{Roberts et al., 2022}; ^{Birrell, Horne & Rogers, 2021}).

Es necesario el desarrollo de nuevos antibacterianos contra los cuales no exista resistencia cruzada (^{Theuretzbacher et al., 2020}), y en este contexto, la terapia con bacteriófagos y las enzimas líticas codificadas por estos virus representan una alternativa prometedora porque sus mecanismos de acción son diferentes a los antibacterianos tradicionales.

Bacteriófagos: los productores de agentes antibacterianos

Los bacteriófagos o fagos, son virus descubiertos por Frederick Twort (1915) y descritos por Félix d’Hérelle (1917), quien les dio el nombre de “bacteriophagos” (devoradores de bacterias). Término que proviene del griego bakteria “bastón” y phagos “comer” (^{Salmond & Fineran, 2015}). En la naturaleza, los fagos son depredadores de bacterias y arqueas, por lo que tienen una gran influencia en las comunidades microbianas, regulan sus poblaciones y son mediadores de la transferencia horizontal de genes (^{Camarillo-Guerrero, Almeida, Rangel-Pineros, Finn & Lawley, 2021}). Al igual que otros virus, los fagos emplean la maquinaria biosintética de la célula hospedera para lograr la propagación de su progenie. El ciclo de infección inicia con la adsorción irreversible del fago a la superficie de la bacteria susceptible (^{Prada-Peñaranda, Holguín-Moreno, González-Barrios & Vives-Flórez, 2015}). Posteriormente el fago inyecta su material genético al interior de la célula bacteriana con la ayuda de las enzimas conocidas como lisinas, que causan la ruptura local de la pared celular. De esta manera, la denominada “cola” del bacteriófago se fusiona a la membrana citoplasmática bacteriana para transferir el ADN viral (^{São-José, 2018}). Una vez introducido el material genético, comienza su replicación a través de alguno de los cuatro tipos de ciclos conocidos: i)desarrollo continuo, ii) pseudolisogénico, iii) lisogénico y iv) lítico. Los fagos de ciclo lítico o fagos virulentos, son los idóneos como agentes de control biológico, ya que su ciclo de replicación invariablemente conduce a la lisis o muerte bacteriana (^{Lin, Koskella & Lin, 2017}). En el ciclo lítico, dos proteínas desempeñan un papel fundamental: las holinas y las endolisinas. Estas proteínas actúan una vez que los fagos han sido ensamblados y están listos para su liberación (^{Pohane & Jain, 2015}). Básicamente las holinas le abren paso a las endolisinas a través de la membrana interna, para que accedan a la pared celular bacteriana y la degraden, liberando así los nuevos fagos (^{Love, Bhandari, Dobson & Billington, 2018}) (Figura 1). Esta capacidad bactericida, suscitó un gran interés en la búsqueda y el estudio de fagos capaces de combatir a las bacterias patógenas de los humanos y de los organismos de interés comercial (^{Salmond & Fineran, 2015}).

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Figura 1 Descripción del ciclo de infección de los bacteriófagos líticos.  

Aunque hubo un rezago en la investigación de la terapia con fagos en Occidente y Europa Occidental debido al descubrimiento de los antibióticos, es de llamar la atención que en la entonces URSS (Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas), Polonia y otros países de Europa Oriental, se continuó con el desarrollo de la terapia con fagos. Su legado es evidente en Georgia, donde se encuentra el Instituto de Bacteriófagos G. Eliava en donde se aplica la fagoterapia en humanos (https://eliava-institute.org/?lang=en). El aumento a nivel mundial de infecciones causadas por patógenos resistentes motivó que el estudio de la terapia con fagos fuera retomado en Occidente como una alternativa (^{Kortright, Chan, Koff & Turner, 2019}).

En la actualidad está demostrada la eficacia y seguridad de la fagoterapia en la práctica clínica. Incluso contra infecciones bacterianas agudas en modelos animales y en pacientes con infecciones graves, a través de su aplicación por vía intravenosa (^{Górski et al., 2018}). Hoy en día se utiliza en el tratamiento de las infecciones humanas (sólo en los países de la antigua URSS), agrícolas, veterinarias y en prevenir la contaminación de los alimentos (^{Doss, Culbertson, Hahn, Camacho & Barekzi, 2017}). Sin embargo, aún existen desafíos para que la fagoterapia sea incorporada en la medicina Occidental moderna. Paradójicamente entre las limitantes a resolver, se encuentra la alta especificidad de los fagos. Esto quiere decir que, un fago no es capaz de reconocer todas las variantes o cepas de una misma especie, para ello son necesarios “cócteles” de fagos con un amplio espectro de acción. Además del riesgo de la transferencia de genes y la liberación de endotoxinas bacterianas tras la lisis, son otros factores limitantes (^{Reina & Reina, 2018}). Además de los casos de éxito en el uso de los fagos, recién se ha identificado que las proteínas encargadas de la lisis bacteriana durante la última etapa del ciclo lítico, resultan asimismo prometedoras como agentes antibacterianos (^{Murray, Draper, Ross & Hill, 2021}).

Endolisinas: las herramientas moleculares de los bacteriófagos para lisar bacterias

Mecanismo de acción de las endolisinas

Las bacterias tienen un contenido celular delimitado por la pared celular. En su interior, se genera una alta presión osmótica de aproximadamente 5 atmósferas (0.5 MPa) en bacterias Gram-negativas y de hasta 30 atmósferas (3 MPa) en bacterias Gram-positivas (^{Bugg, 1999}; ^{Fischetti, 2005}). La función de las endolisinas, es romper y debilitar esta pared. El proceso inicia cuando las endolisinas son sintetizadas y acumuladas en el citoplasma, enseguida acceden al peptidoglucano a través de alguno de los siguientes tres mecanismos: (Figura 2):

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Figura 2 Mecanismos de transporte de las endolisinas. A) Sistema holina-endolisina; B) Translocación; C) Anclaje y liberación por pinholinas.  

A) Sistema holina-endolisina: En este sistema de lisis, participan unas proteínas de membrana, denominadas holinas. Su propósito es crear poros en la membrana citoplasmática. Este mecanismo es una secuencia de eventos altamente regulados que únicamente se activa cuando la concentración de las holinas alcanza cierto umbral. Una vez alcanzado, las holinas se ensamblan y forman estructuras tipo “poro” que promueven la difusión pasiva de las endolisinas a través de la membrana citoplasmática, lo que les permite llegar al periplasma y degradar el peptidoglucano (^{Pohane & Jain, 2015}).

B) Translocación: Las endolisinas con un péptido señal ubicado en el extremo N-terminal, tienen además una región con carga positiva, y una región hidrófoba que permite su translocación a través de la membrana citoplasmática. En este sistema de transporte, las enzimas utilizan un complejo proteico llamado translocasa que reconoce una secuencia de señal hidrofóbica o péptido líder. Ya en el espacio periplásmico, el péptido líder es procesado por peptidasas asociadas a la membrana interna, para liberar a la endolisina madura y funcional (^{García-Gómez & González-Pedrajo, 2011}).

C) Anclaje y liberación por pinholinas: Las endolisinas con una secuencia señal de liberación en el extremo N-terminal, pero que carecen de la secuencia de reconocimiento, se acumulan y se asocian a la membrana citoplasmática con ayuda de la maquinaria de secreción de moléculas propia de la bacteria. Posteriormente, las pinholinas actúan formando poros nanométricos (<2 nm), por los que pasan los protones que ayudan a la despolarización de la membrana, y en consecuencia, liberan a las endolisinas (^{Young, 2014}).

Clasificación y tipos de actividad enzimática de las endolisinas

El peptidoglucano de las bacterias está integrado por cadenas formadas de monómeros de N-acetilglucosamina (NAG) unidos por enlaces glucosídicos β-1,4 a residuos de ácido N-acetilmurámico (NAM). Estas cadenas están unidas entre sí por péptidos cortos, que a su vez se unen entre ellas por enlaces interpeptídicos (^{Dörr, Moynihan & Mayer 2019}). Las endolisinas tienen la capacidad de reconocer secuencias específicas del peptidoglucano y unirse a este, para romper uno de sus cuatro enlaces principales (^{Fischetti, 2005}). A este proceso se le denomina especificidad catalítica. De acuerdo a la fracción que escinden en el peptidoglucano, las endolisinas se clasifican en (Figura 3): 1) Glucosidasas (N-acetilglucosaminidasas, N-acetilmuramidasas o lisozimas), cortan la fracción glucosídica del peptidoglucano mediante la hidrólisis de los enlaces glucosídicos β-1,4 entre los monómeros de NAG y NAM (^{Ragland & Criss, 2017}). En esta categoría también se encuentran las transglicosilasas líticas, que cortan el mismo enlace que las muramidasas pero su mecanismo de escisión no es hidrolítico. Es decir, son las únicas endolisinas que no son hidrolasas, así que forman un residuo de N-acetil-1,6-anhidro durante el corte glucosídico (^{Höltje & Tomasz, 1975}). 2) Amidasas, rompen el enlace amida entre el NAM de la fracción glucosídica, y los residuos de L-alanina de la fracción peptídica (N-acetil-muroamil-L-alanina amidasa), y separan al polímero de glicano de la cadena peptídica. La desestabilización de la estructura causa una rápida lisis de las células hospederas (^{Nelson et al., 2012}). 3) Endopeptidasas (proteasa), cortan los enlaces peptídicos o interpeptídicos (D-alanil-glicil y L-alanil-D-glutamato) (^{Korndörfer et al., 2008}).

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Figura 3 Estructura básica del peptidoglucano de la pared celular bacteriana. El tipo de actividad enzimática de las endolisinas y los enlaces que cortan están indicados con tijeras. En las bacterias Gram-negativas, el enlace inter-peptídico se establece entre el ácido meso-diaminopimélico (m-DAP) y el residuo D-Ala (Alanina), contrario a las bacterias Gram-positivas, en las que el m-DAP se une a un residuo de L-Lys (Lisina).  

La membrana externa bacteriana como barrera contra las endolisinas

Sus características estructurales, actividad catalítica y especificidad, han permitido calificar a las endolisinas como excelentes candidatos antimicrobianos. Por ello, se han desarrollado estrategias para su producción vía recombinante y en particular para su aplicación frente a las bacterias Gram-positivas (^{Tamrakar, Singh, Chodhrary & Kodgire, 2017}). En 2001, el grupo de investigación dirigido por el Dr. Vincent A. Fischetti en la Universidad Rockefeller (New York, EE. UU.), demostró por primera vez la eficacia antibacteriana de las endolisinas aplicadas de forma exógena a un cultivo de Streptococcus pyogenes (tipo A). Desde entonces, se ha demostrado en numerosos estudios su eficacia bactericida en ensayos in vitro e in vivo contra patógenos Gram-positivos (^{Ho, Zhang, Chen, Xia & Leung, 2022}). No obstante, la aplicación exógena de las endolisinas se ha visto restringida contra las bacterias Gram-negativas, ya que su capa de peptidoglucano se encuentra protegida por la membrana externa (ME). Esta barrera natural limita, pero no impide el tratamiento con endolisinas (^{Murray et al., 2021}). Se estima que más del 50% del área superficial de la ME está ocupada por proteínas de membrana, por lo que pudiera considerarse como una capa rica en proteínas embebida en una cantidad relativamente pequeña de lípidos (^{Horne, Brockwell & Radford, 2020}). Además, la ME es selectiva en cuanto al tránsito de las moléculas hacia el interior de la célula, con el propósito de protegerla de los compuestos tóxicos. Para mantener la homeostasis celular, establecen un intercambio de moléculas con el ambiente externo (p. ej. iones, aminoácidos y pequeños azúcares) a través de los canales de porinas. Estos canales en conjunto con la bicapa lipídica hidrofóbica, excluyen la entrada de las moléculas de tamaño superior a 600 Da (^{Gerstmans et al., 2018}). Esta bicapa lipídica está formada por fosfolípidos (FL) en la capa interna, y lipopolisacáridos (LPS) en la capa externa (^{MacNair, Tsai & Brown, 2020}). Estas características, determinan la susceptibilidad de las bacterias Gram-negativas a diferentes compuestos antimicrobianos (^{Ghai & Ghai, 2018}). Conocer los componentes de la membrana externa ha sido el cimiento para el diseño de moléculas antibacterianas que penetren a esta barrera natural de las bacterias Gram-negativas (^{Delcour, 2009}).

Evasión de la impermeabilidad bacteriana: endolisinas quiméricas

A la fecha se han identificado endolisinas con regiones catiónicas y anfipáticas, cuya función es permeabilizar a la membrana externa de las bacterias Gram-negativas (^{Gerstmans et al., 2018}). Aunque la membrana externa de estas bacterias es una barrera eficaz contra diversos compuestos, no es totalmente impenetrable. Se ha demostrado que algunas endolisinas tienen la capacidad de atravesar la membrana externa y causar la muerte de patógenos como Acinetobacter baumannii (^{Lai et al., 2013}), Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae (^{Guo et al., 2017}; ^{Larpin et al., 2018}), E. coli (^{Shavrina et al., 2016}), Salmonella enterica serovar Typhimurium (^{Antonova et al., 2019}) y Citrobacter freundii (^{Oliveira et al., 2016a}). Sin embargo, en general su aplicación exógena es bastante limitada (^{Briers et al., 2007}). Por lo anterior, se han usado desestabilizadores de membrana como el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) (^{Yang, Wang, Yu & Wei, 2015}), algunos ácidos orgánicos débiles entre ellos el cítrico, el málico, el láctico, el benzoico y el acético (^{Oliveira et al., 2016b}), así como algunos aceites esenciales (^{Diez-Martínez et al., 2013}). Lo anterior con el fin de facilitar el acceso de las endolisinas a la capa de peptidoglucano y favorecer su acción lítica. Otra estrategia es la encapsulación en liposomas catiónicos, para introducir la endolisina a la célula a través de la fusión liposoma-membrana (^{Bai, Yang, Chang & Ryu, 2019}). No obstante, aunque estas estrategias son efectivas, la ingeniería de las endolisinas se perfila como la estrategia más eficaz y práctica para superar la impermeabilidad de la membrana externa. En la Figura 4, se ilustran las diferencias entre la aplicación exógena de las endolisinas contra bacterias Gram-positivas y Gram-negativas, así como las estrategias para mejorar su actividad.

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Figura 4 Aplicación exógena de las endolisinas contra las bacterias A) Gram-positivas y B) Gram-negativas. 1) Restricción del uso de las endolisinas por la presencia de la membrana externa; 2) y 3) Estrategias utilizadas para mejorar su actividad frente a las bacterias Gram-negativas.  

La ingeniería molecular aplicada a las endolisinas implica el uso de herramientas de biología molecular, el modelado computacional y la biología estructural, para modificar la secuencia de las endolisinas con el propósito de obtener una variante mejorada. A esta nueva molécula, se le denomina “endolisina quimérica”, (^{Rosales, 2019}). A través de la ingeniería genética se han diseñado endolisinas quiméricas que se abren paso hacia la membrana externa por diferentes mecanismos:

A) Artilisinas: Son endolisinas que en su estructura presentan diferentes fusiones traduccionales de péptidos catiónicos, hidrofóbicos o anfipáticos que ayudan a desestabilizar a la membrana externa (^{Briers et al., 2014}; ^{Defraine et al., 2016}). En casos exitosos, estas enzimas han mostrado actividad antimicrobiana potencializada, gracias a la fuerte atracción electrostática del péptido catiónico con las cargas negativas de la membrana externa (^{Briers et al., 2014}).

B) Innolisinas: Este diseño combina la capacidad muralítica de las endolisinas, con la capacidad de las proteínas de unión a receptores de fagos, que reconocen receptores superficiales de la membrana externa, como los LPS, proteínas, componentes de la cápsula, los pilli y los flagelos (^{Zampara et al., 2018}).

C) Lisocinas: El nombre proviene de la fusión lysin-bacteriocin, y consiste en la fusión de los dominios de unión de las bacteriocinas que reconocen receptores específicos para su translocación al espacio periplásmico. Esta aproximación es altamente selectiva (cepa-específica) y se ha demostrado su efecto bactericida contra las cepas de Yersinia pestis (^{Lukacik et al., 2012a}; ^{Lukacik, Barnard & Buchanan, 2012b}), Escherichia coli (^{Yan et al., 2017}) y Pseudomonas aeruginosa (^{Heselpoth, Euler, Schuch & Fischetti, 2019}).

D) Artilisina-holina: Son la propuesta más reciente e incluyen en su diseño un péptido y una holina fusionados a una endolisina, unidos entre sí por secuencias repetidas de aminoácidos (^{Xu et al., 2021}).

Un ejemplo de una endolisina quimérica con actividad contra bacterias Gram-negativas bajo condiciones in vitro, es la endolisina LysECD7-SMAP. Su diseño consiste en la fusión de un péptido de 29 aminoácidos denominado SMAP (del inglés, Sheep Myeloid Antimicrobial Peptide) al extremo N-terminal o C-terminal de la endolisina LysECD7. Esta enzima quimérica inhibe hasta el 100% del crecimiento de Acinetobacter baumanii a una concentración de 0.5 mg/mL. Contra Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa, los porcentajes de actividad antibacteriana se encuentran entre el 95-100% a una concentración de 50 µg/mL, y una actividad antibacteriana estable en un rango de pH 5-9 (^{Antonova et al., 2020}).

Otro ejemplo son las “Artilisinas” que en su diseño contienen una holina y un enlazador formado por repetidos de los aminoácidos glicina y alanina. Este tipo de artilisinas han mostrado efectividad al inhibir el crecimiento de Helicobacter pylori por 30 h con concentraciones que van de 100 a 500 µg/mL (^{Xu et al., 2021}).

Si bien, existen diferentes propuestas para diseñar endolisinas quiméricas, la predicción estructural es fundamental para obtener las variantes. Con algoritmos computacionales se generan modelos tridimensionales a partir de secuencias de endolisinas conocidas. El conocimiento de la arquitectura modular de estas enzimas, así como de sus estructuras cristalográficas, ha facilitado el diseño de las endolisinas quiméricas mediante software bioinformáticos. Por lo que el diseño racional y la ingeniería molecular de los dominios proteicos, son estrategias ampliamente utilizadas para mejorar algunas de sus propiedades y generar versiones más eficaces (^{Jarábková, Tišáková, Benešík & Godány, 2021}). El diseño in silico, también denominado diseño racional, requiere del conocimiento profundo del sitio activo de las enzimas más cercanas filogenéticamente, con el fin de realizar comparaciones del tipo estructura-función (^{Martínez-Anaya & García-Guevara, 2014}).

La predicción de la estructura de una proteína se logra con el empleo de diferentes software bioinformáticos, los cuales mediante un sistema de modelación por homología comparan la secuencia de interés con otra proteína hallada en el Banco de Datos de Proteínas (PDB, por sus siglas en inglés) (^{Alcalde-Alvites, 2016}). Entre estos softwares destaca el servidor I-TASSER (del inglés, Iterative Threading ASSEmbly Refinement, https://zhanggroup.org/I-TASSER/) como el número uno, al presentar indicadores de precisión en el modelado estructural de las proteínas (^{Zhang, 2008}). Por otro lado, MODELLER (https://salilab.org/modeller/) es un programa que como su nombre lo indica es utilizado para el modelado comparativo de las estructuras tridimensionales de las proteínas, y realiza lo que se conoce como modelado de novo, optimización de modelos y comparación de estructuras (^{Webb & Sali, 2016}). La plataforma PHYRE 2 es un conjunto de herramientas que permiten analizar la estructura, la función y el efecto de las mutaciones en las proteínas. Este software se caracteriza por emplear métodos avanzados de detección por homología para construir modelos en 3D y predecir sitios de unión de los ligandos (^{Kelley, Mezulis, Yates, Wass & Sternberg, 2015}).

Otros tipos de software son necesarios para la visualización interactiva y el análisis de las estructuras moleculares. Respecto a lo anterior, UCSF Chimera (https://www.rbvi.ucsf.edu/chimera/) es uno de los software disponibles de libre acceso para uso no comercial, con herramientas robustas, simples e interactivas (^{Pettersen et al., 2004}; ^{Butt, Badshah, Shabbir & Rafiq, 2020}). CCP4mg (https://www.ccp4.ac.uk/MG/) es otra herramienta para visualizar y analizar estructuras, con la posibilidad de crear gráficos y videos atractivos a través de una interfaz amigable, sus diversas opciones van desde la selección de átomos específicos, hasta la combinación de imágenes (^{McNicholas, Potterton, Wilson & Noble, 2011}). El visor molecular PyMOL (https://pymol.org/2/), es una herramienta de gráficos muy versátil para la visualización tridimensional de diferentes tipos de moléculas. Este software cuenta con opciones para el análisis de la densidad electrónica, de superficie y de trayectorias. Además, es capaz de editar las estructuras de macromoléculas y generar videos dinámicos (^{Yuan, Chan & Hu, 2017}).

Finalmente, una vez realizada la predicción estructural, en numerosos casos se requiere analizar las posibles interacciones que se establecen entre la proteína de interés y otras moléculas. Un ejemplo más es, AutoDock Vina el software de acoplamiento de libre acceso más utilizado (^{Trott & Olson, 2009}), que explora desde el punto de vista energético, la capacidad de interacción entre la molécula-receptora y la molécula-ligando (^{Pagadala, Syed & Tuszynski, 2017}).

Actividad inventiva y campo de aplicación de las endolisinas

El país con mayor capacidad inventiva (patentes) e interés comercial en el uso y aplicación biotecnológica de las endolisinas, son los Estados Unidos de Norteamérica (EE. UU.) con 113 patentes concedidas. En segundo lugar está la Unión Europea con 38 patentes, y Australia en el tercer lugar. Otros países que destacan son Bélgica, China, Japón, Corea del Sur, Canadá y la Región Administrativa de Hong Kong.

Las empresas con el mayor número de patentes otorgadas en el campo de las endolisinas en los últimos 20 años son: Lysando AG en Tailandia (con 43), Micreos B.V. en Suiza (24), Gangagen Inc. en la India (25), Hypharm GmbH en Alemania (28) y Contrafect Corp en EE. UU. (20). Respecto a las universidades se encuentran: Rockefeller University en EE .UU. (37) y Leuven KU en Bélgica (22). Los titulares más sobresalientes en este ámbito son Yves Briers (Ghent University) con 27 patentes, Rob Lavigne (KU Leuven) con 28, Vincent A. Fischetti (Rockefeller University) con 30 y Stefan Miller (Lysando AG) con 37. El campo más importante de aplicación, sin duda, es el sector biotecnológico. Se tienen identificadas 947 aplicaciones de propiedad industrial y 349 patentes concedidas. Otros campos de aplicación son: el farmacéutico, la química de materiales, la química de alimentos y la tecnología médica, entre otros. La mayor aplicación y tendencia de uso de esta tecnología, es hacia las preparaciones médicas que contienen péptidos y enzimas antimicrobianas.

A la fecha existen algunas endolisinas en el mercado, la mayoría de aplicación tópica para infecciones en la piel. Otras vías de administración que aún se evalúan, son la intravenosa, la vía nasal y la encapsulación en materiales que permitan su liberación programada en el sitio de la infección (^{Murray et al., 2021}).

Los productos comerciales son Staphefekt^TM, de venta libre en Europa desde 2017, con licencia como producto médico disponible es en la presentación de crema o gel. Es utilizada en el tratamiento de infecciones cutáneas provocadas por la bacteria Gram-positiva Staphylococcus aureus y se ha demostrado que la cepa objetivo no desarrolla resistencia (^{Totté, van Doorn & Pasmans 2017}). N-Rephasin® SAL200 que en 2019 completó la evaluación de seguridad y eficacia para su aplicación en dosis única de 3 mg/kg vía intravenosa, se usa como complemento en el tratamiento de bacteriemia persistente de S. aureus (^{Traczewski, Ambler & Schuch 2021}).

Conclusiones

El uso de las endolisinas es una alternativa novedosa para el control bacteriano gracias a sus ventajas de efectividad, un reducido espectro de acción en comparación con los antibióticos y una baja probabilidad de selección de bacterias resistentes. Sin embargo, a pesar de la abundante literatura que muestra sus ventajas como agentes antibacterianos contra los principales patógenos de importancia clínica, el conocimiento actual es limitado sobre la eficacia de estas enzimas contra otros patógenos relevantes en otros sectores que además implican otros ambientes. Es de llamar la atención que a nivel internacional hay importantes grupos de investigación científica con patentes basadas en esta tecnología. No obstante, en México es una línea de investigación poco explorada (Figura 5).

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Figura 5 Las principales aportaciones de esta revisión consisten en mostrar el potencial bactericida de las endolisinas para combatir a las bacterias resistentes a los antibióticos, así como exponer los retos por superar en relación con la baja sensibilidad de las bacterias Gram-negativas. Además, ampliar la búsqueda de nuevas endolisinas, y crear líneas de investigación en México para su estudio.  

Diversos análisis de los repositorios de secuencias indican que el porcentaje de endolisinas estudiadas es extremadamente bajo, y su estudio se ha centrado en las que provienen de los genomas de fagos que infectan a las bacterias cultivables. Sin embargo, se han pasado por alto a los genomas de los fagos con hospedero no cultivable, los cuales representan cerca del 99% de los existentes en la biosfera (^{Oliveira, São-José & Azeredo 2018}; ^{Vidová, Šramková, Tišáková, Oravkinová & Godány 2014}. Las endolisinas estudiadas hasta ahora no abarcan todavía la diversidad de enzimas codificadas en los genomas de los fagos diseminados en los ecosistemas del planeta. Las investigaciones con base en la secuenciación masiva de las bacterias que habitan nichos ecológicos particulares, han revolucionado nuestra comprensión de la diversidad genética de los fagos, revelando genomas con linajes evolutivos completamente nuevos en una escala sin precedentes (^{Roux et al., 2016}; ^{Paez-Espino et al., 2016}; ^{Yutin et al., 2018}). Estos genomas son un recurso biológico para el descubrimiento de endolisinas con características únicas que ayuden al combate de los patógenos para los que se buscan urgentemente tratamientos a nivel global.