Los científicos descubren el tiempo de evolución de las bacterias que comen carne

Un nuevo estudio, publicado esta semana en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, descubrió que el tiempo que tardó la llamada "bacteria carnívora" en pasar de un organismo inofensivo a un agente infeccioso horrible fue de aproximadamente 35 años. En este período de evolución, todavía había cuatro mutaciones, según la investigación.

Estos hallazgos ya se están considerando como parte de la investigación más grande jamás publicada sobre el genoma bacteriano, centrándose más en esta cepa que aterroriza y puede causar la muerte de muchas personas.

A pesar de su nombre, las bacterias "que comen carne", los estreptococos, en realidad no consumen carne humana. Lo que hacen es producir proteínas que rompen las moléculas de la piel, la grasa, los vasos sanguíneos y los músculos en un proceso que hace que la carne se necrosis rápidamente, dando lugar a una infección grave llamada fascitis necrotizante.

Esta enfermedad es extremadamente difícil de tratar y aunque algunos antibióticos fuertes pueden resolver algunos casos, los injertos de piel y las amputaciones son bastante comunes en personas infectadas. Peor aún, la fascitis causa la muerte del 70% de los casos si no se trata.

Proceso de estudio

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Para descubrir cómo evolucionó la bacteria, los investigadores analizaron los genomas de más de 3, 615 cepas de estreptococos basadas en la población. La mayoría de estos organismos no enferman a los humanos, pero algunos pueden provocar conjuntivitis infecciosa, meningitis y neumonía.

Sin embargo, la cepa más notoria en la encuesta fue probablemente la del estreptococo del grupo A, la que tiende a contaminar la enfermedad necrotizante. "Necesitábamos esta magnitud de datos para aclarar lo que le sucedió a este asesino de patógenos", dijo a The Verge James Musser, experto en enfermedades infecciosas del Instituto de Investigación Metodista de Houston y coautor del estudio.

Una vez que los investigadores reunieron todos los datos históricos genómicos, lo pusieron en la construcción de un reloj molecular. Como resultado, cada cambio en el genoma bacteriano acercó a los científicos a descubrir exactamente qué mutaciones permitieron que el patógeno se volviera peligroso.

"Al trabajar con datos evolutivos, pudimos determinar que se han producido cuatro cambios genéticos fundamentales", dijo Musser.

Mutaciones

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Las primeras dos mutaciones aparecieron después de que una sola línea celular progenitora se infectara con dos tipos diferentes de virus. "Las bacterias también pueden tener infecciones virales y estos virus han infectado genes al codificar nuevas toxinas, que las bacterias pudieron integrar en su propio ADN", dijo el investigador James Musser.

La tercera mutación involucró un solo cambio de nucleótidos (los nucleótidos son subunidades de ADN y ARN) que permitieron a las bacterias producir una toxina mejor que la que existía previamente. "Fue solo un cambio de aminoácidos en la toxina que ocurrió alrededor de 1960 o 1970", dijo Musser.

Finalmente, el último evento de mutación fue la transferencia de genes con otra bacteria que ocurrió alrededor de 1983. Según el investigador, proporcionó a las bacterias la capacidad de codificar dos toxinas que matan las células en cantidades mucho más grandes que antes. .

"Todo el proceso que atraviesa el cuerpo es descubrir cómo producir más toxinas o cómo producirlas en cantidades crecientes. Las bacterias carnívoras en realidad producen más de 90 tipos diferentes de toxinas, pero esta combinación de cuatro mutaciones es lo que que sea particularmente devastador ", dijo Musser.

¿Noticias peligrosas en el futuro?

Lo más sorprendente de los resultados del estudio, según los investigadores, es que las cuatro mutaciones ocurrieron en una sola línea celular progenitora y ninguna cambió de esta manera. "Con el tiempo, hubo una célula que adquirió secuencialmente estas diversas piezas complementarias de modo que al final, cuando hubo la cuarta mutación, creó los estreptococos envenenados", dijo el líder del estudio.

Ahora el equipo quiere seguir estudiando los orígenes de la bacteria carnívora e investigar por qué se ha extendido tan rápidamente por todo el mundo. Sin embargo, todo lo que se ha descubierto ahora es bastante esclarecedor.

“Lo que estos científicos pudieron construir con el cronograma detallado de mutaciones es bastante notable. Este es un organismo patógeno que evolucionó de algo que no era patógeno, y luego se convirtió en algo extremadamente infeccioso. Y ahora sabemos cómo sucedió ”, dijo David Morens, epidemiólogo del Instituto Nacional de Salud, que no participó en el estudio.

Patrick Schlievert, un microbiólogo de la Universidad de Iowa que escribió el primer artículo para describir las bacterias carnívoras en 1987, está de acuerdo con Morens. Le dijo a The Verge que es probable que surja una nueva cepa de bacterias carnívoras 35 años después de 1987, es decir, para 2022.

"Pero no puedo decir cómo se verá o dónde comenzará, solo que sucederá", dijo Patrick Schlievert. Dijo que los científicos tendrían que encontrar una manera de evitar que estas bacterias se propaguen.