Bacteriófagos específicos contra Enterococcus faecalis en la infección del conducto radicular: una revisión de alcance
Specific bacteriophages against Enterococcus faecalis in root canal infection: A Scoping Review
Marcela Alejandra Salgada Pacheco. Odontóloga, Universidad Nacional Autónoma de Honduras. Residente de Endodoncia, Pontificia Universidad Javeriana.
Dania Botía Pinzón. Odontóloga, Residente de Endodoncia, Pontificia Universidad Javeriana. [email protected]
Catalina Méndez de la Espriella. Odontóloga, Colegio Odontológico Colombiano.
Especialista en Endodoncia. Centro de Investigaciones Odontológicas, Facultad de Odontología, Pontificia Universidad Javeriana. [email protected] Adriana Rodríguez-Ciodaro. Bacterióloga, Magister en microbiología. Centro de Investigaciones Odontológicas, Facultad de Odontología, Pontificia Universidad Javeriana. [email protected]
Hugo Diez Ortega. Bacteriólogo, Magister en microbiología, PhD en Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Javeriana. [email protected]
RESUMEN
Antecedentes: Existen varios factores que conducen al fracaso del tratamiento endodóntico, sin embargo, el factor más asociado a esta situación es la persistencia de microorganismos dentro del sistema de conductos radiculares. Enterococcus faecalis es el microorganismo que más se ha asociado al fracaso endodóntico por ser multirresistente. Se requiere una nueva alternativa que elimine este microorganismo. Los bacteriófagos son virus capaces de destruir células bacterianas, por lo tanto, es necesario investigar más sobre el tema y la aplicación clínica en endodoncia de la fagoterapia.
Objetivo: El propósito de este artículo es revisar la evidencia disponible asociada a la actividad lítica de bacteriófagos específicos contra E. faecalis aplicada en odontología a través de los años. Materiales y métodos: Se realizó un estudio de revisión de la literatura científica mediante la metodología de Scoping Review. Para ello fueron utilizadas cuatro bases de datos biomédicas: MEDLINE Pubmed, Clinical Key, Science Direct y Scielo. Resultados: Posterior a la búsqueda en las 4 bases de datos y luego de hacer la eliminación de aquellas referencias duplicadas, que no tuvieran relación con odontología o sin disponibilidad de acceso al texto completo, se seleccionaron en total 13 referencias para realizar este Scoping Review. Conclusión: La literatura disponible en las bases de datos es muy limitada actualmente, se requiere mayor investigación de este tema específicamente relacionada con las infecciones endodónticas y la aplicación clínica de la terapia con fagos.
Palabras clave: bacteriófago, fagoterapia, infección endodóntica, canal radicular, Enterococcus faecalis
ABSTRACT
Background: There are several factors that lead to endodontic treatment failure, however, the factor most associated with this situation is the persistence of microorganisms within the root canal system. Enterococcus faecalis is the microorganism that has been most associated with endodontic failure. A new alternative is required to eliminate this microorganism. Bacteriophages are viruses capable of destroying bacterial cells, therefore, more research is needed on the subject and the clinical application of phage therapy in endodontics. Objective: The purpose of this article is to review the available evidence associated with the lytic activity of specific bacteriophages against E.
faecalis applied in dentistry over the years. Materials and methods: A review study of the scientific literature was carried out using the Scoping Review methodology. Four biomedical databases were used for this: MEDLINE Pubmed, Clinical Key, Science Direct and Scielo. Results: After the search in the 4 databases and after eliminating those duplicate references that were not related to dentistry or without availability of access to the full text, a total of 13 references were selected to carry out this Scoping Review.
Conclusion: The literature available in the databases is currently very limited, more research is required on this topic specifically related to endodontic infections and the clinical application of phage therapy.
Keywords: bacteriophage, phage therapy, endodontic infection, root canal, Enterococcus faecalis
INTRODUCCIÓN
La endodoncia es el campo de la odontología que estudia la morfología de la cavidad pulpar, la fisiología y la histopatología de la pulpa dental, así como la prevención y el tratamiento de las alteraciones pulpares y de sus repercusiones sobre los tejidos periapicales (1).
El tratamiento endodóntico es un procedimiento razonablemente predecible con tasas de éxito de entre el 86% y el 98% (2). El éxito o fracaso de este tratamiento se evalúa por los signos y síntomas clínicos, así como por los hallazgos radiográficos del diente tratado.
Estos pueden ser: la ausencia de dolor e inflamación, ausencia de fístula, ausencia de signos radiográficos, así como el mantenimiento del diente funcional y firme en su alvéolo (2).
Existen varios factores que conducen al fracaso endodóntico, como lo son, una preparación químico-mecánica deficiente, conductos no tratados y una obturación inadecuada del sistema de conductos radiculares. También por una filtración en la restauración de la corona clínica, fractura o pérdida de la misma, fractura de la estructura dental, caries recurrente, o por un tratamiento tardío en la colocación del material de restauración definitivo a nivel coronal. Por último, errores de procedimiento como transporte apical, perforaciones, falsas vías, fracturas de instrumentos, etc. (2) Sin
embargo, el factor más asociado al fracaso del tratamiento de endodoncia es la persistencia de microorganismos (intra y extra radiculares) que se encuentran previos al tratamiento, por su capacidad de sobrevivir a procedimientos químico-mecánicos que incluyen sustancias irrigadoras y/o medicación intraconducto (3,4).
Existen diversos microorganismos relacionados al fracaso del tratamiento endodóntico como lo son Parvimona micra, Corinebacterium diphtheria, Propionibacterium acnés, Propionibacterium propionicum, Treponema dentícola, Treponema vicenti, Treponema maltophilum, Filiphactor alocis, Dialistes pneumosintes, Pseudoramibacter alactolyticus, Fusobacterium nucleatum, Propionibacterium y Candida albicans (5). Sin embargo, Enterococcus faecalis (E. faecalis) es el que más se ha asociado a esta patología (6), ya que este puede sobrevivir en el conducto radicular con o sin el apoyo de otras especies formando una biopelícula, lo cual representa un problema a nivel de los tejidos perirradiculares (7,8,9,10). Enterococcus faecalis es un coco, anaerobio facultativo, Gram positivo, clasificable como patógeno oportunista que puede ser aislado de la cavidad bucal, tracto gastrointestinal y tracto genitourinario. Su alta patogenicidad es el resultado de la presencia de diferentes factores de virulencia tales como, sustancias de agregación (aggA) y adhesinas superficiales, ácido lipoteicóico, superóxido extracelular, gelatinasa (Gel), hialuronidasa y citolisina (CylA) (11).
Esta situación hace que la introducción de nuevas alternativas para eliminar los microorganismos persistentes en el sistema de conductos radiculares sea necesariapara así disminuir el riesgo de fracaso endodóntico, sobre todo asociado a E. faecalis, ya que las características y factores de virulencia de este microorganismo, hacen que su eliminación sea difícil con las alternativas convencionales con las que actualmente se cuenta para el tratamiento endodóntico como el uso de irrigantes o medicamentos intraconducto con un pH alcalino como el hidróxido de calcio y el hipoclorito de sodio en diferentes concentraciones, favoreciendo así su proliferación y el establecimiento de las biopelículas (12). Generalmente el hidróxido de calcio se mezcla con vehículos como monoclorofenol alcanforado, agua destilada, glicerina o propilenglicol (13,14,15,16,17,18). Cuando se mezcla con monoclorofenol alcanforado demuestra un efecto dual, es decir, su alto pH tiene una acción tóxica sobre las bacterias y la mineralización de los tejidos debido a la activación de la enzima hidrolítica fosfatasa alcalina. Cuando se mezcla con propilenglicol demuestra un efecto dual y no irrita los tejidos y, al ser de naturaleza alcohólica, permanece en forma de pasta durante más tiempo. Por otro lado, cuando el hidróxido de calcio se prepara con agua destilada, el agua actúa únicamente como vehículo y no posee propiedades antibacterianas (13,15,16,17,18,19). A pesar de estas características de preparación del hidróxido de calcio y del uso de hipoclorito de sodio en concentraciones del 2.5% o 5.25%, se ha demostrado que estos son ineficaces para eliminar el E. faecalis por sí solos, especialmente cuando no se mantiene un pH alto en el medio (20,21,22,23). E. faecalis mantiene pasivamente la homeostasis del pH como resultado de la penetración de iones en la membrana celular, así como de la capacidad amortiguadora del citoplasma. Esto debido a que E. faecalis posee una bomba de protones la cual, realiza un "bombeo" de protones en la célula para reducir el pH interno, lo que quiere decir que en un pH de 11,5 o superior, E. faecalis no puede sobrevivir (20,24,25). Sin embargo, como resultado de la
capacidad amortiguadora de la dentina, es muy poco probable que se pueda mantener un pH de 11,5 en los túbulos dentinales con las técnicas actuales de utilización de hidróxido de calcio (20,23). Los estudios han demostrado que la dentina tiene un efecto inhibitorio sobre varias concentraciones de medicamentos intraconducto e irrigantes, incluidos hidróxido de calcio, hipoclorito de sodio y clorhexidina (23,26,27); por sus componentes como la matriz de dentina, el colágeno tipo I, la hidroxiapatita y el suero que se considera, son responsables de alterar los efectos antibacterianos de estos medicamentos (28).
Los bacteriófagos o fagos, son virus que infectan bacterias disminuyendo su población;
son parásitos obligados que utilizan la maquinaria de su hospedero bacteriano para replicarse (29,30). Estos se encuentran entre los organismos más simples y abundantes de la tierra; se estima que hay 10 fagos por cada célula bacteriana (31). La palabra bacteriófago proviene de “bacteria” y “fagein” (del griego comer o devorar) (32). Los bacteriófagos son clasificados por el Comité Internacional de Taxonomía de Virus (ICTV) de acuerdo con la morfología y el tipo de ácido nucleico (dsDNA, ssDNA, dsRNA, ssRNA) (33).
Una de las principales ventajas del uso de bacteriófagos, es la capacidad de replicarse dentro de la célula hospedera y liberar grandes cantidades de nuevas partículas virales capaces de infectar a otras bacterias (34,35). Por lo tanto, un solo fago puede ser suficiente para controlar la infección bacteriana (12). Su estructura está dividida por su tamaño, cabeza y cola. La cabeza o cápside posee una estructura que puede variar de tamaño y forma; está compuesta por muchas copias de una o más proteínas diferentes;
en el interior de la cabeza se encuentra el ácido nucleico. También se pueden clasificar morfológicamente en fagos con y sin cola (36,37).La cola es un tubo hueco a través del cual el ácido nucleico pasa durante la infección. El tamaño de la cola puede variar y algunos fagos no la presentan. Los fagos se pueden agrupar en tres familias diferentes según su tipo de cola: Myoviridae que tiene una cola contráctil, Syphoviridae que tiene una cola no contráctil y la familia Podoviridae que no tiene cola (31).
Según su función, los fagos se clasifican en dos grupos principales: virulentos (líticos) y temperados (lisogénicos) (31,38,39). Para ingresar a una célula huésped, los fagos se unen a receptores específicos en la superficie de las bacterias, incluidos los lipopolisacáridos, los ácidos teicóicos o las proteínas o incluso los flagelos. Esta especificidad significa que un fago solo puede infectar ciertas bacterias que tienen receptores a los que pueden unirse, determinando así el rango de hospedadores del fago (31).Los fagos con ciclo lítico son los de nuestro interés ya que estos causan la lisis de las células bacterianas más rápido y no se integran en el ADN del huésped en comparación con los de ciclo lisogénico. Un fago lítico se adhiere a una bacteria e inyecta su material genético en la célula huésped, donde dirige la expresión de genes y proteínas responsables del ensamblaje de nuevas partículas. También, se da la síntesis de RNA que permitirá formar la cápside de los nuevos fagos además de sintetizar otras sustancias como enzimas que ayudarán a destruir el ADN bacteriano. Luego se forma el ensamblaje que es donde se empaquetan los ácidos nucleicos dentro de las cápsides de los
bacteriófagos nuevos. Los fagos de la progenie brotan de la célula huésped (lisándola) e infectando más bacterias en un patrón rápido y exponencial (31).
El ciclo lisogénico, conocido también como temperado o no virulento, no lisa la célula huésped, sino que la usa como refugio donde existe en estado latente. Durante este ciclo, este inserta su ADN en el genoma bacteriano y se transforma en un profago. La bacteria infectada con este profago continúa viviendo y reproduciéndose. Cuando ocurre la reproducción bacteriana, también se obtiene una réplica del profago. Esto trae como consecuencia que cada célula bacteriana hija esté también infectada por el profago. El profago se mantendrá latente hasta producirse un cambio en el medio ambiente celular que provoque un cambio celular, por ejemplo, variaciones bruscas de temperatura, desecación, o disminución en la concentración de oxígeno. En ocasiones, de forma espontánea, o en condiciones de estrés ambiental, el ADN del virus se separa del bacteriano. Cuando ocurre la separación del genoma bacteriano, el virus inicia el ciclo lítico (40).
Con la implementación de la fagoterapia, se busca aumentar el porcentaje de éxito del tratamiento endodóntico convencional y así disminuir la posibilidad de realizar a futuro un retratamiento endodóntico por vía ortógrada o retrógrada el cual promueve aun más el debilitamiento de la estructura dentinaria aumentando el riesgo de fracturas verticales lo que conlleva a la pérdida dental. El propósito de este artículo es revisar la evidencia disponible asociada a la actividad lítica de bacteriófagos específicos contra E. faecalis aplicada en odontología a través de los años.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se realizó un estudio de revisión de la literatura científica mediante la metodología de Scoping Review (41), la cual consiste en un proceso de “mapeo” de la literatura o en un proceso de resumir una variedad de evidencia para transmitir la amplitud y profundidad de un campo. Para ello fueron consultadas cuatro bases de datos biomédicas: MEDLINE Pubmed, Clinical Key, Science Direct y Scielo. La búsqueda no tuvo limitaciones en cuanto a país de origen, sin embargo, se limitó al idioma Inglés y Español. Se limitó a los artículos originales y el rango de tiempo se limitó desde el año 2000 hasta el año 2021.
Como criterios de inclusión se tuvieron en cuenta artículos que incluían información sobre fuentes de recolección de fagos específicos contra E. faecalis aislados de infecciones endodónticas, procesamiento, actividad lítica, morfología, así como artículos de revisión, ensayos clínicos o artículos experimentales in vitro e in vivo. Como criterios de exclusión se descartaron artículos no relacionados con odontología y artículos tipo reporte de caso, comentarios de artículo y cartas al editor. Como palabras clave se utilizaron bacteriophage, phage therapy, endodontic infection, root canal, Enterococcus faecalis;
con las siguientes ecuaciones de búsqueda: [Bacteriophage] AND [root canal] AND [Enterococcus faecalis]; [phage therapy] AND [root canal]; [phage therapy] AND [endodontics]; [phage therapy] AND [endodontic infection].
Para la selección de los artículos se tuvieron en cuenta los siguientes parámetros: título, año de publicación, objetivo, tipo de estudio, idioma, principales resultados encontrados y aplicación en odontología. Posteriormente se llevó a cabo la lectura y síntesis de todos los artículos seleccionados para plasmarlos en este Scoping Review, teniendo en cuenta los parámetros éticos de la investigación en cuanto a la protección de derechos de autor, citando apropiadamente los artículos según las normas de referencia bibliográfica Vancouver.
RESULTADOS
La información se obtuvo principalmente de la plataforma Pubmed debido a que en las otras bases de datos, los títulos relacionados con el tema eran nulos o se habían encontrado previamente en la plataforma Pubmed. Posterior a la búsqueda en las 4 bases de datos y luego de hacer la eliminación de aquellas referencias duplicadas, que no tuvieran relación en odontología o sin disponibilidad de acceso al texto completo, se seleccionaron en total 13 referencias para realizar este Scoping Review. En las tablas 1, 2 y 3 se describe el proceso de búsqueda y selección de los artículos incluidos.
TABLA 1: Primera ecuación de búsqueda: (bacteriophage) AND (root canal), se obtuvieron 18 resultados, de los cuáles se incluyeron 11 artículos en la revisión.
Autor / año Objetivo Tipo de
estudio
Resultados Inclusión Stevens et. Al, 2009
Bacteriophages induced from lysogenic root canal isolates of Enterococcus
faecalis.
Detectar, aislar y describir bacteriófagos temperados albergados por cepas de Enterococcus faecalis aisladas de infecciones endodónticas.
Experimen tal
Se demostró lisogenia en 4 de las 10 cepas de E. faecalis.
Tres de las cepas
lisogénicas produjeron fagos tipo Siphoviridae.
El virus
inducido a partir de la cuarta cepa lisogénica era tipo
Myoviridae.
Si
Xiang Y et. Al, 2020
Biological characteristics and whole- genome analysis of the Enterococcus
faecalis phage PEf771.
E. faecalis YN771 aislado de un conducto radicular se utilizó como bacteria huésped y se cocultivó con aguas residuales para aislar un fago. Se
estudiaron las
características biológicas y genómicas de este fago.
Experimen tal
Se encontró un fago tipo Myoviridae y se denominó PEf771.
Si
Khalifa L. et. Al, 2016
Paghe therapy against Enterococcus faecalis in dental root canals.
Describir los fagos que se han encontrado y se encuentran disponibles contra E. faecalis
Revisión sistemática
Se encontró la posibilidad de usar fagos contra biofilm de E. faecalis
en los
Si
conductos radiculares.
Khalifa L. et. Al, 2015
Targeting Enterococcus faecalis biofilms with phage therapy.
Aislar un bacteriófago anti- E. faecalis y evaluar su eficacia contra cultivos planctónicos y de biopelículas.
Experimen tal
La terapia con fagos con EFDG1 podría ser eficaz para prevenir la infección por E.
faecalis después del tratamiento de conducto.
Si
Stevens et al, 2019
The prevalence and impact of lysogeny among oral isolates of Enterococcus
faecalis. -- -- ---
No No está relaciona do con el tema de interés
Al-Zubidi M et. Al, 2019 Identification of
Novel Bacteriophages with Therapeutic Potential That Target Enterococcus
faecalis.
Aislar bacteriófagos que se dirigen a cepas de E.
faecalis aisladas de la cavidad bucal de pacientes con infección de conductos radiculares.
Experimen tal
Todos los fagos aislados fueron tipo Siphoviridae (SHEF2).
Si
Phee A et al, 2012
Efficacy of bacteriophage treatment on
pseudomonas aeruginosa biofilms -- -- --
No No aplica en E.
faecalis Tinoco JM et al, 2017
Antibacterial effect of genetically- engineered bacteriophage Ef11/FL1C(d
elta36) P (nisA) on dentin infected with antibiotic-resistant Enterococcus
faecalis.
Evaluar la eficacia de un bacteriófago modificado genéticamente para descontaminar la dentina infectada con cepas de E.
faecalis resistentes a los antibióticos.
Experimen
tal Tratamiento de la dentina infectada por E. faecalis con el bacteriófago ϕEf11 / ϕFL1C (Δ36) PnisA dio como resultado una
disminución de la población bacteriana residual de las cepas
resistentes y sensibles a la vancomicina.
Si
Vernon et al, 2021
Dental Mitigation Strategies to Reduce Aerosolization of SARS-CoV-2.
--- -- --
No No está relaciona do al tema de interés Askora et al, 2020
Characterization of φEf-vB1 prophage infecting oral Enterococcus faecalis and
enhancing bacterial biofilm formation.
Caracterizar tanto la morfología como las secuencias genómicas completas de los profagos inducidos purificados a
Experimen tal
El profago φEf- vB1 aislado es tipo Siphovirida e y fue estable en un amplio
Si
partir de aislados clínicos de E. faecalis .
rango de temperaturas y pH.
Shlezinger et al, 2019
Phages in a thermoreversible sustained-release formulation targeting
E. faecalis in vitro and in vivo.
Evaluar la eficacia de fagos anti
E.faecalis formulados en un sistema de liberación termosostenida
contra E . faecalis in vitro e in vivo .
Experimen
tal Se registró una actividad antibiopelícula prolongada de 88% y 95 % de reducción en biomasa y recuentos viables, respectivament e.
Si
Diogo P et al, 2019
An Insight into Advanced Approaches for Photosensitizer Optimization in
Endodontics-A Critical Review.
-- -- --
No No está relaciona do con el tema de interés
Stevens et al, 2016
Structural proteins of Enterococcus
faecalis bacteriophage Ef11. -- -- --
No No está relaciona do con el tema de interés El-Telbany et al, 2021
Bacteriophages to Control Multi-Drug Resistant Enterococcus faecalis Infection of Dental Root Canals.
Aislar y caracterizar bacteriófagos líticos dirigidos
contra Enterococcus faecalis aislados de infecciones del conducto radicular
Experimen
tal El
bacteriófago, vB_ZEFP es tipo
Podoviridae y demostró capacidad para controlar el crecimiento de E.
faecalis in vitro.
Si
Zhang et al, 2013
Genetic modifications to temperate Enterococcus faecalis phage Ef11 that
abolish the establishment of lysogeny and sensitivity to repressor, and increase host range and productivity of
lytic infection.
Examinar los genes y las secuencias reguladoras que se pronosticó como críticas en el
establecimiento/mantenimi ento de la lisogenia del fago ϕEf11 como un primer paso en la construcción del genoma de un fago altamente lítico que podría usarse en el tratamiento de infecciones graves por E. faecalis
Experimen
tal El análisis genético del virus clonado, reveló que la variante era un recombinante entre ϕEf11 y un profago similar a ϕFL1C defectuoso ubicado en el cromosoma E.
faecalis JH2- 2. Esta variante era incapaz de realizar lisogenia y era insensible al represor, lo que la hacía
Si
virulenta y altamente lítica.
Nishimura L et al 2020
Identification of ancient viruses from
metagenomic data of the Jomon people. -- -- --
No No está relaciona do con el tema de interés
Li W et al, 2018
Effects of a Chimeric Lysin against Planktonic and Sessile Enterococcus faecalis Hint at Potential Application in
Endodontic Therapy
-- -- --
No No está relaciona do con el tema de interés Paisano et al, 2004
In vitro antimicrobial effect of bacteriophages on human dentin infected with Enterococcus faecalis
ATCC 29212.
Encontrar un bacteriófago capaz de eliminar con éxito a E. faecalis en el conducto radicular
Experimen
tal Se aisló un bacteriófago capaz de inhibir el crecimiento bacteriano después de un corto período de incubación y presentó una multiplicidad de infección de 0,1 (un fago por cada 10 bacterias)
Si
En la segunda búsqueda con la ecuación (bacteriophage) AND (root canal) AND (Enterococcus faecalis) se obtuvieron 14 resultados los cuáles se encontraban con la primera ecuación. En la tercera búsqueda con la ecuación (phage therapy) AND (root canal) se obtuvieron 8 resultados los cuales se obtuvieron todos en la primera ecuación de búsqueda.
Tabla 2: cuarta búsqueda con la ecuación (phage therapy) AND (endodontics), se obtuvieron 9 resultados de los cuales 2 eran títulos nuevos, sin embargo, solo 1 título se incluyó en la revisión.
Autor / año Objetivo Tipo de
estudio
Resultados Inclusión Shlezinger et al 2017
Phage Therapy: A New Horizon in the Antibacterial Treatment of Oral Pathogens.
-- -- --
No Texto completo no
disponible
Lee D et al, 2019
The Novel
Enterococcus Phage vB_EfaS_HEf13 Has Broad Lytic Activity Against Clinical
Isolates of Enterococcus faecalis.
Aislar un nuevo fago.
Experimental El fago (HEf13) es tipo
Siphoviridae.
y tiene una amplia actividad lítica contra E. faecalis
Si
Tabla 3: quinta búsqueda con la ecuación: (phage therapy) AND (endodontic infection).
Se obtuvieron 9 resultados de los cuáles, 1 título era nuevo y se incluyó en la revisión.
Autor / año Objetivo Tipo de
estudio Resultados Inclusión
Tinoco et al, 2016 Effect of a genetically engineered bacteriophage on
Enterococcus faecalis biofilms.
Evaluar la eficacia del bacteriófago
ϕEf11/ϕFL1C(Δ36) PnisA , para interrumpir las biopelículas de dos cepas de Enterococcus faecalis : JH2-2 (sensible a la vancomicina) y V583 (resistente a la
vancomicina).
Experimental La biomasa de las biopelículas de E.
faecalis sensibles y resistentes a la vancomicina se reduce notablemente después de la infección por el bacteriófago
ϕEf11/ϕFL1C(Δ36) PnisA . Si
DISCUSIÓN
Los bacteriófagos fueron descubiertos de forma independiente en 1915 por Frederick Twort, un patólogo británico y en 1917 por Félix d'Hérelle, un microbiólogo franco- canadiense. La mayoría de las primeras investigaciones sobre fagos realizadas en las décadas de 1920 y 1930 se centraron en el desarrollo de la terapia con fagos para el tratamiento de infecciones bacterianas, y las empresas comenzaron a comercializar preparaciones de fagos. Sin embargo, a finales de la década de 1930, el Consejo de Farmacia y Química de la Asociación Médica Estadounidense concluyó que la eficacia de la terapia con fagos era ambigua y que se requería más investigación. Estas preocupaciones y el éxito de los antibióticos emergentes llevaron a una disminución del interés en la terapia con fagos (42).
En 1928 cuando la penicilina fue descubierta por Alexander Fleming, comenzó el uso generalizado de los antibióticos. Pero en la década de 1940, el propio Fleming advirtió que el mal uso de estos medicamentos podría dar lugar a bacterias resistentes a los antibióticos. A finales del siglo XX, el descubrimiento de nuevos antibióticos se desaceleró y el aumento alarmante en las tasas de resistencia a los antibióticos indicó que la edad de oro de los antibióticos tal vez había terminado (43).
Debido a lo anterior, actualmente se está fomentando el resurgimiento de los enfoques antibacterianos inspirados en fagos en la medicina, la agricultura y algunas industrias alimentarias (42). Esto explica el por qué en esta revisión el título más antiguo de fagos relacionados con odontología es del año 2004, lo que significa que la fagoterapia se encuentra actualmente en el auge de la investigación.
Como resultado de esta revisión de alcance se da a conocer que se han aislado diversos fagos específicos contra E. faecalis desde el año 2000 que fue el tiempo que se limitó nuestra búsqueda. En el año 2004 se logró la lisis de la cepa Enterococcus faecalis ATCC 29212 con fagos aislados de aguas de arroyo y como resultado principal se obtuvo que uno de estos fagos fue capaz de inhibir el crecimiento bacteriano después de un corto período de incubación y se produjo una reducción significativa de infección de 0,1, es decir, un fago por cada 10 bacterias (12).
En el año 2009 se aislaron diez cepas de E.faecalis de conductos radiculares de dientes sometidos a un retratamiento después de una terapia endodóntica sin éxito. Los fagos inducidos se purificaron y examinaron usando microscopía electrónica. El ADN extraído de uno de los fagos aislados se sometió a digestión con endonucleasas de restricción y análisis de electroforesis en agarosa. Se demostró lisogenia en 4 de las 10 cepas de E.faecalis. Tres de las cepas lisogénicas produjeron fagos que exhibían una morfología Siphoviridae, con colas largas no contráctiles de 130nm de longitud y cabezas esféricas/icosaédricas de 41nm de diámetro. El virus inducido a partir de la cuarta cepa lisogénica de E. faecalis tenía una cola contráctil característica de Myoviridae (44).
El fago ϕEf11 es un bacteriófago temperado que se indujo a partir de un aislado lisogénico de Enterococcus faecalis de un conducto radicular en el año 2010 (45). Es un miembro de la familia Siphoviridae, con una cola no contráctil larga (130nm) y una cabeza pequeña (41nm de diámetro) esférica/icosaédrica (39). Zhang y cols, en el año 2013 examinaron los genes y las secuencias reguladoras que se pronosticó como críticas en el establecimiento/mantenimiento de la lisogenia de ϕEf11 como un primer paso en la construcción del genoma de un virus más virulento, un fago altamente lítico que podría usarse en el tratamiento de infecciones graves por E.faecalis. El paso de ϕEf11 en E.faecalis JH2-2 produjo una variante que mostró placas grandes en zonas de lisis. El análisis genético del virus clonado que produce las placas grandes reveló que la variante era un recombinante entre ϕEf11 y un profago similar a ϕFL1C defectuoso ubicado en el cromosoma E.faecalis JH2-2. El recombinante poseía cinco ORF del profago similar a ϕFL1C defectuoso en lugar de seis ORF del genoma original de ϕEf11; esta modificación no alteró el genoma y potenció la virulencia del fago ϕEf11 (46).
En el 2016 Khalifa y cols, realizaron una revisión sistemática en la cual se describió la gran variedad de bacteriófagos específicos para E. faecalis que se han aislado en otras áreas del conocimiento, incluido el campo de la odontología (47).
Por otro lado, en el año 2016 Tinoco y cols, manipularon genéticamente el fago EF11 para modificar sus propiedades con el fin de hacerlo útil como agente terapéutico en la terapia con fagos para interrumpir las biopelículas de dos cepas de Enterococcus faecalis: JH2-2 (sensible a la vancomicina) y V583 (resistente a la vancomicina) y esta modificación se denominó ϕEf11/ϕFL1C(Δ36) PnisA. la cual demostró ser eficaz en la eliminación de lasbiopelículas de E. faecalis sensibles y resistentes a la vancomicina (48). En el 2017 este mismo fago (ϕEf11/ϕFL1C(Δ36) PnisA.) se probó mediante un experimento in vitro en dentina humana infectada con E.faecalis de dientes extraídos que no habían sido previamente desinfectados y se demostró una disminución en la población bacteriana residual de las cepas sensibles y resistentes a la vancomicina (49).
En el 2019, el fago SHEF2 fue aislado de aguas residuales, con ciclo lítico perteneciente a la familia Siphoviridae. Las muestras de E. faecalis fueron recolectadas de enjuague bucal, biopelículas endodónticas, lesiones en mucosas y otras cepas de E. faecalis aisladas por diferentes autores. En este estudio solo 9 de las 13 cepas fueron específicas para E. faecalis. Cabe recalcar que también se incluyó un estudio ex vivo donde utilizaron
un pez cebra con una infección letal; inyectaron este fago en la circulación del pez, mostrando buenos resultados. Las biopelículas recolectadas de dientes naturales mostraron una disminución de microorganismos con la terapia de fagos. (11, 50)
Previamente, en el año 2015, se aisló el fago EFDG1 de agua residual, con ciclo lítico y de familia Myoviridae. En este estudio se utilizó biopelícula de conductos radiculares donde se utilizaron 6 cepas de E. faecalis a las cuales mostraron ser específicas. EFDG1 solo fue específico para la cepa E. faecalis YN771, sin mostrar resistencia a antibióticos (51). Ese mismo año el fago EFLK1, fue aislado de aguas residuales, con ciclo lítico y perteneciente a la familia Myoviridae. Este fago es la evolución del fago EFDG1 ya que al tiempo mostró resistencia a las cepas bacterianas estudiadas. Su ADN se purificó, secuenció y analizó. Por el momento, solo 3 cepas de E. faecalis son específicas y también otras bacterias Gram positivas (52). En el 2019 Shlezinger y cols, evaluaron los fagos EFDG1 y EFLK1, los cuales se formularon con poloxámero P407 para evaluar el tiempo de gelificación, la supervivencia de los fagos, la actividad y la toxicidad. La actividad lítica se evaluó in vitro frente a E. faecalis en varias fases de crecimiento, incluida la actividad antibiopelícula en un modelo que incluyó incisivos de rata infectados en un modelo in vivo. Se registró una baja toxicidad y una alta tasa de supervivencia de estos fagos. Los fagos de liberación sostenida redujeron el E. faecalis en las fases de crecimiento logarítmico, estacionario y de biopelícula. Se registró una actividad antibiopelícula prolongada de 88 % y 95 % de reducción en biomasa y recuentos viables, respectivamente. A través de SEM se observó una reducción de los recuentos de bacterias viables intracanal (99 % de enterococos). La histología mostró una inflamación periapical reducida y una curación mejorada después del tratamiento con fagos formulados con el poloxámero P407 ya que demostró un efecto eficaz y duradero in vitro e in vivo contra E. faecalis (53).
Por otro lado, en el año 2019 se aisló un nuevo fago, Enterococcus fago vB_EfaS_HEf13 (fago HEf13), con amplia actividad lítica contra 12 cepas de E. faecalis entre las tres cepas de laboratorio y 14 aislamientos clínicos de E. faecalis evaluados. La microscopía electrónica de transmisión mostró que el fago HEf13 tiene características morfológicas de la familia Siphoviridae, fue estable en un amplio rango de temperatura (4-60°C) y mostró tolerancia a condiciones de crecimiento ácidas o alcalinas (pH 3-12). La actividad lítica del fago HEf13 en varias multiplicidades de infección inhibió consistentemente el crecimiento de diversos aislados clínicos de E. faecalis sin ningún proceso lisogénico. Además, el fago HEf13 mostró una actividad lítica eficaz contra E. faecalis en dentina humana ex vivo (54).
En el estudio de Xiang y cols, la cepa E. faecalis YN771 aislada de un conducto radicular con retratamiento endodóntico se usó como bacteria huésped y se cocultivó con aguas residuales y muestras de pacientes para aislar un fago que lisa el E. faecalis, estudiando sus características biológicas y genómicas. La microscopía electrónica de transmisión mostró que la cabeza de este fago tiene una estructura icosaédrica, con un diámetro de cabeza de alrededor de 98,4nm y una cola contráctil de alrededor de 228,5nm de longitud y un diámetro de 17,3nm. El fago fue identificado como miembro de la familia Myoviridae y fue llamado PEf771; Su temperatura óptima de crecimiento es de 37°C, el pH más
adecuado es de 6,0 y es sensible a la radiación ultravioleta. El fago PEf771 tiene una fuerte especificidad de huésped y capacidad lítica, por lo que es importante caracterizar más este fago y su interacción con E. faecalis (55).
En este mismo año, el estudio de Askora y cols, tuvo como objetivo caracterizar tanto la morfología como las secuencias genómicas completas de los profagos inducidos purificados a partir de aislados clínicos de E. faecalis de las raíces de los dientes de pacientes que asistían a una clínica de endodoncia. Las características morfológicas del fago aislado se caracterizaron mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM) la cual indicó que el profago φEf-vB1 aislado pertenece a la familia Siphoviridae y fue estable en un amplio rango de temperaturas y pH (56).
Finalmente en el año 2021 el estudio de El-Telbany y cols, tuvo como objetivo aislar y caracterizar bacteriófagos líticos dirigidos contra Enterococcus faecalis aislados de infecciones del conducto radicular. El bacteriófago vB_ZEFP, se aisló de aguas residuales de hospitales. El análisis morfológico y genómico reveló que el fago pertenece a la familia Podoviridae con un genoma de ADN lineal de doble cadena. El análisis del rango de huéspedes reveló que el fago podría infectar 10 de 13 cepas de E. faecalis aislados que muestran un rango de resistencias a antibióticos. La actividad lítica de este fago contra las biopelículas de E. faecalis mostró que el fago era capaz de controlar el crecimiento de E. faecalis in vitro. El fago vB_ZEFP también podría prevenir la infección del conducto radicular por E. faecalis ex vivo. Estos resultados sugieren que el fago vB_ZEFP tiene potencial para su aplicación en la terapia con fagos y específicamente en la prevención de infecciones después del tratamiento del conducto radicular (57).
Es importante tener en cuenta, que las bacterias pueden llegar a desarrollar cierto grado de resistencia a los fagos y, de hecho, se ha informado la resistencia al fago específico de E. faecalis (58). Por eso se puede inferir que el uso de un cóctel de fagos dirigidos a diferentes receptores celulares sería el mejor modo de reducir y combatir la aparición de resistencias. Varios autores definen que la terapia con fagos tendría buenos resultados debido a su especificidad y su eficacia contra la biopelícula, ya que es un producto natural y este desaparece junto con el patógeno (51). Sin embargo, números insuficientes de fagos logran dirigirse específicamente a las bacterias orales y esto plantea la necesidad de aislar y caracterizar más fagos contra patógenos orales, así como los responsables de las infecciones del conducto radicular, además que la literatura disponible en las bases de datos es muy limitada actualmente, se requiere mayor investigación de este tema específicamente relacionada con las infecciones endodónticas y la aplicación clínica de la terapia con fagos.
CONCLUSIÓN
Considerando todos los resultados positivos disponibles del uso de fagos no solo contra E. faecalis sino también contra otras bacterias, la terapia con fagos parece ser una herramienta innovadora contra las biopelículas infecciosas (47).Sin embargo, en esta revisión se pudo analizar que, aunque se han aislado diferentes fagos específicos contra E. faecalis obtenidos de infecciones endodónticas o de cavidad oral, aún no se ha reportado la aplicación clínica de la fagoterapia en el campo de la odontología. A pesar de que se han reportado diferentes fuentes de obtención de los fagos y el procesamiento
para su aislamiento y cocultivo con E. faecalis, se desconoce la aplicabilidad in vivo de estos. Por lo tanto, se requiere más investigación al respecto.
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