ADN bacteriano en genomas humanos
Pseudomonas, uno de los grupos de bacterias que han transferido genes a los humanos. El equipo de científicos de los CDC, JANICE HANEY CARRA de la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland ha encontrado la evidencia más sólida hasta el momento de que las bacterias ocasionalmente transfieren sus genes a los genomas humanos, encontrando secuencias de ADN bacteriano en aproximadamente un tercio de los genomas humanos sanos y en un porcentaje mucho mayor. de células cancerosas. Los resultados, publicados hoy (20 de junio) en PLOS Computational Biology, sugieren que la transferencia de genes de bacterias a humanos no solo es posible, sino que también está relacionada de alguna manera con la sobreproliferación: las células cancerosas son propensas a estos Las intrusiones o los genes bacterianos entrantes ayudan a iniciar la transformación de células sanas en células cancerosas.
“Realmente parece que los datos de la secuencia del genoma humano de las células somáticas muestran signos de eventos LGT de las bacterias, y también lo hacen las células cancerosas” dijo Jonathan Eisen de la Universidad de California, Davis, quien…
Los trillones de bacterias en nuestros cuerpos intercambian ADN regularmente entre sí, pero la idea de que sus genes podrían terminar en el ADN humano ha sido muy controversial. En 2001, el equipo que secuenció el primer genoma humano afirmó haber encontrado 113 casos de transferencia lateral de genes (LGT), pero su conclusión fue refutada más tarde.
Este error de alto perfil tuvo un efecto escalofriante en el campo, según Julie Dunning Hotopp, quien dirigió el nuevo estudio. Aunque desde entonces su equipo ha encontrado varios casos de LGT entre bacterias e invertebrados, todavía es difícil convencer a la gente de que puede estar ocurriendo en el genoma humano, dijo.
En lugar de buscar genes bacterianos que se hayan convertido en partes permanentes del genoma humano, el equipo de Dunning Hotopps buscó rastros de ADN microbiano en células somáticas, las células del cuerpo que no forman gametos.
Los miembros del laboratorio, David Riley y Karsten Sieber, escanearon datos disponibles públicamente del 1000 Genomes Project y encontró más de 7000 casos de LGT de bacterias, afectando a alrededor de un tercio de las personas que estudiaron. Cuando analizaron secuencias del Cancer Genome Atlas, descubrieron 691.000 casos más de LGT, el 99,9 por ciento de estos procedían de muestras tumorales en lugar de tejidos normales.
Las células de leucemia mieloide aguda estaban particularmente plagadas de secuencias bacterianas. Un tercio de los genes microbianos provenían de un género llamado Acinetobacter, y se habían insertado en el genoma mitocondrial.
Las células de cáncer de estómago también contenían mucho ADN bacteriano, especialmente de Pseudomonas. La mayor parte de este ADN se había insertado en cinco genes, cuatro de los cuales ya se sabía que eran protooncogenes que pueden provocar cáncer, lo que enfatiza un posible vínculo entre LGT y el crecimiento canceroso. Encontrar estas integraciones en múltiples individuos, así como en los protooncogenes, realmente habla de cuán significativo podría ser esto, dijo Dunning Hotopp.
Ya sabemos que una proporción significativa de los cánceres se deben a la inserción de material genético de los virus, dijo Etienne Danchin del Instituto Nacional de Investigación Agrícola de Francia, quien revisó el artículo. Pero esta es la primera vez, que yo sepa, que la HGT de bacterias podría ser sospechosa como causa de cáncer.
Sin embargo, Dunning Hotopp tiene muy claro que sus resultados no nos dicen nada sobre si el inserto el ADN bacteriano contribuyó a causar los cánceres, o simplemente estaban presentes. Para abordar la cuestión de la causalidad, los investigadores podrían agregar deliberadamente ADN bacteriano en los mismos sitios dentro de las líneas celulares humanas para ver si se vuelven cancerosos, dijo. Pero incluso si la LGT bacteriana puede iniciar la sobreproliferación, sería difícil prevenir tales transferencias con antibióticos. No se sabe cuándo ocurren estas transferencias, y no se le puede dar antibióticos a las personas durante toda su vida, dijo Dunning Hotopp. Una vacuna estaría bien, pero eso suponiendo que sean causales.
La LGT es increíblemente importante en la evolución, pero muchas afirmaciones de casos específicos de LGT han sido seriamente defectuosas, dijo Eisen. Entré en esto como un escéptico serio. Parecía tan improbable.
Pero el equipo se lo ganó. Ejecutaron un amplio conjunto de controles para asegurarse de que estas secuencias bacterianas no fueran artefactos de laboratorio y no provinieran de microbios contaminantes.
Por ejemplo, demostraron que LGT era más común en las células cancerosas que en el tejido sano. y dos de cada diez tipos de cáncer se vieron particularmente afectados. Si las integraciones bacterianas fueran artefactos de la metodología, debería ser igualmente común en cualquier muestra de tejido. El equipo también se centró en las secuencias con mucha cobertura, es decir, aquellas que habían sido leídas muchas veces. Cuando el equipo encontró evidencia de LGT, fue consistente en todas estas lecturas. Al final, los autores abordaron todas las preguntas que planteamos los revisores y yo, dijo Eisen.
Hank Seifert de la Universidad Northwestern, que no participó en el estudio, sigue siendo cauteloso. Este documento es muy interesante y potencialmente importante, dijo. Sin embargo, hasta que se pueda realizar el análisis directo de células tumorales específicas para validar que se trata de eventos reales, este trabajo sigue siendo especulativo.
Pero el equipo de Dunning Hotopps no puede realizar estos estudios de validación por sí mismo. Por motivos de privacidad, no pueden acceder a las muestras de tumores originales de las que proceden sus datos. Las personas con acceso a las muestras deben validar que las integraciones sean correctas, dijo. diferentes bases de datos es cierto. Creo que LGT ocurre con mucha más frecuencia de lo que imaginamos pero, la mayoría de las veces, simplemente no es detectable.
DR Riley et al., Bacterias-la transferencia lateral de genes de células somáticas humanas se enriquece en muestras de cáncer, PLOS Computational Biology, 2013.
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