Científicos sorprendidos por el descubrimiento de VARIOS nuevos parientes de bacterias que causan enfermedades

Si bien la mayoría de los microorganismos son benignos, o incluso esenciales para mantener la vida, se sabe que algunos causan enfermedades en organismos como humanos, animales y plantas. Los patógenos intracelulares, que viven dentro de las células de otras criaturas, son capaces de establecer infecciones persistentes y, a veces, de por vida. Sin embargo, no se comprende claramente cómo evolucionaron estas bacterias a partir de sus ancestros de vida libre para infectar células y causar enfermedades, a pesar de haber ocurrido varias veces. La nueva evidencia sugiere que ocurrió de manera gradual, involucrando tanto la pérdida como la ganancia y la reutilización de genes para cambiar los estilos de vida.

En su estudio, el experto en evolución molecular Dr. Max Emil Schön de la Universidad de Uppsala y sus colegas investigaron la diversidad de microorganismos que viven en los océanos del mundo.

El equipo descubrió varias especies nuevas claramente relacionadas con Rickettsiales, un orden de bacterias que se replican en las células huésped e incluyen varios patógenos notorios de humanos, ganado y otros animales.

Por ejemplo, una especie de este grupo, Rickettsia prowazekii, es la causa del tifus epidémico entre los humanos, mientras que se sabe que los miembros del género Wolbachia infectan insectos en todo el mundo.

El Dr. Schön dijo: “Encontrar parientes lejanos de Rickettsiales en aguas oceánicas fue algo sorprendente.

«Nos preguntamos si estas bacterias, como Rickettsiales, eran patógenos intracelulares obligados, o si eran parte del bacterioplancton de vida libre».

Para descubrir la nueva bacteria, el equipo extrajo los llamados datos metagenómicos: material genético recuperado directamente de muestras ambientales.

De esta forma, los investigadores pueden estudiar todos los microorganismos que viven en un entorno determinado, en lugar de tener que cultivarlos en el laboratorio.

El autor principal y microbiólogo, el profesor Thijs Ettema de la Universidad e Investigación de Wageningen, dijo: “La mayoría de la vida microbiana en la Tierra actualmente no se puede cultivar en el laboratorio.

“Usando datos metagenómicos, logramos reconstruir los genomas de estas nuevas bacterias oceánicas.

«Al analizar sus genomas, pudimos predecir que sus estilos de vida eran muy diferentes de los Rickettsiales intracelulares obligados conocidos anteriormente».

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Los genomas de las nuevas bacterias, señalaron los investigadores, codifican muchos genes que están ausentes en sus parientes patógenos y dependientes del huésped.

El coautor del artículo y microbiólogo evolutivo Dr. Joran Martijn de la Universidad Dalhousie de Canadá dijo: “Además de varios genes metabólicos típicamente ausentes de Rickettsiales, encontramos genes involucrados en la motilidad, la unión a la superficie y la formación de biopelículas.

«La presencia de tales genes apunta a un estilo de vida de vida libre».

Además, dijo el equipo, los genes típicamente involucrados en estilos de vida patógenos, como los involucrados en el parasitismo energético o la manipulación de células huésped, no se identificaron en las nuevas especies.

Sin embargo, los investigadores encontraron genes que codifican un «sistema de secreción tipo 4», una estructura microscópica similar a una aguja utilizada por algunas bacterias para interactuar con las células huésped.

El Dr. Martijn agregó: «Especulamos que este sistema no se usa necesariamente para interactuar con las células huésped como otras Rickettsiales, sino para matar bacterias competidoras o para defenderse de microbios depredadores».

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Al comparar los genomas de las nuevas especies con los de las Rickettsiales patógenas previamente conocidas, el equipo pudo comenzar a construir una imagen de cómo evolucionó el orden para infectar las células huésped y causar enfermedades.

El profesor Ettema dijo: “Sugerimos que el ancestro de vida libre de Rickettsiales reutilizó su sistema de secreción tipo 4 similar a una aguja para interactuar y manipular las células huésped.

“Posteriormente, muchos genes metabólicos y genes asociados con el estilo de vida de vida libre se perdieron a medida que las Rickettsiales ancestrales se volvieron más dependientes de su huésped para obtener metabolitos y energía.

«Esto luego se reflejó en la adquisición de genes involucrados en la manipulación del huésped y el parasitismo energético».

Con su estudio inicial completo, los investigadores ahora buscan cultivar las especies bacterianas recién identificadas en su laboratorio, con el objetivo de aprender más sobre cómo las Rickettsiales evolucionaron por primera vez para convertirse en patógenas.

Los hallazgos completos del estudio se publicaron en la revista Nature Microbiology.