Selección de infecciones
FLICKR, MASAHIKO OHKUBO
La secuenciación genómica de muestras de múltiples pacientes durante una epidemia bacteriana ha revelado mutaciones genéticas que dan a los insectos una ventaja selectiva. El enfoque de secuenciación a gran escala, que se informa hoy (13 de noviembre) en Nature Genetics, debería ayudar a los investigadores a encontrar grietas en la armadura de una amplia gama de patógenos humanos.
&ldquo ;Este es un estudio realmente soberbio,” dijo Richard Lenski de la Universidad Estatal de Michigan, que no participó en el estudio, «[Esto] muestra cómo las herramientas y los enfoques de la genómica, la epidemiología y la biología evolutiva se pueden combinar para brindar nuevos conocimientos sobre la enfermedad».
Roy Kishony de la Facultad de Medicina de Harvard, quien dirigió la investigación, dijo en un correo electrónico que el objetivo del estudio era «preguntar qué experimenta un patógeno mientras infecta el cuerpo humano, cuáles son los principales desafíos que enfrenta&hellip ; ¿Qué genes están evolucionando bajo la selección durante la infección?»
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En total, el equipo secuenció 112 muestras bacterianas, recolectadas de 14 pacientes con fibrosis quística pacientes, que son particularmente vulnerables a infecciones pulmonares crónicas y duraderas, durante un período de 16 años.
Es el primer estudio de este tipo a esta escala que profundiza tanto con tantos aislamientos secuenciados y completamente analizado, dijo Arjan de Visser de la Universidad de Wageningen en los Países Bajos, que no participó en el estudio. Revela todo tipo de nuevos genes interesantes que podrían estar implicados en la patogénesis.
De hecho, el análisis de secuencias identificó 17 genes que habían adquirido mutaciones no sinónimas de forma independiente que causaban cambios funcionales en múltiples individuos. Este patrón de mutaciones sugiere que los genes estuvieron bajo selección durante la epidemia. Estos genes incluyen algunas de las características de la patogenia, como la resistencia a los antibióticos, la adhesión y la secreción, dijo Kishony. Pero [ellos] también incluyen algunos genes menos esperados, como los genes involucrados en la detección y regulación del oxígeno, así como algunos genes cuya función no estaba relacionada con la patogénesis antes, incluida una enzima metabólica y un factor de transcripción.
Investigar la función de estos genes y la ventaja selectiva que otorgan a la bacteria debería ayudar en el desarrollo de estrategias para abordar las infecciones por Burkholderia dolosa en pacientes con fibrosis quística, dijo Kishony. Pero también podría ayudar a los investigadores a abordar otros errores en otros huéspedes.
Por ejemplo, es posible que los genes relacionados en otras especies bacterianas estén bajo presiones selectivas similares durante las infecciones. De lo contrario, podrían identificarse otros genes mediante el mismo enfoque de secuenciación. Esta misma metodología se puede usar en otros casos en los que podemos rastrear múltiples infecciones del mismo patógeno en diferentes huéspedes, dijo Kishony. Incluso podría ser posible ampliar el enfoque de diagnóstico en una sola persona, utilizando la idea de que incluso en un solo huésped, el patógeno puede evolucionar de forma independiente en múltiples nichos y compartimentos corporales.
TD Lieberman et al., La evolución bacteriana paralela en múltiples pacientes identifica genes de patogenicidad candidatos, Nature, doi:10.1038/ng.997, 2011.
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