Lost your password?
Are you a new user?

Descifran la Secuencia del DNA de Vibrio cholerae

Deciphered DNA Sequence of Vibrio Cholerae

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares que le confieren
gran potencial de diferenciación y evolución
Carlos Eslava*
En general las enfermedades infecciosas tienen un efecto importante sobre la población humana, incluidos su evolución y desarrollo cultural. No obstante los avances en la ciencia médica, en muchas partes del mundo estos padecimientos continúan impactando a los humanos. Las enfermedades emergentes son aquellas de aparición reciente, o cuya incidencia se incrementa y tienen una rápida expansión. En muchos casos son las actividades del hombre las que conducen a la emergencia de éstas, contribuyendo en ello factores sociales, económicos, políticos, tecnológicos y ambientales.

El cólera es un buen ejemplo al respecto. Este padecimiento, producido por Vibrio cholerae se caracteriza por ocasionar una diarrea severa que se presenta más frecuentemente en forma epidémica. De acuerdo con datos de la Organización Mundial de la Salud, durante 1999 se contagiaron por V. cholerae 220 mil personas, de las cuales 8 mil 400 murieron por la enfermedad, que ocasiona vómitos, diarrea y deshidratación extrema y puede causar la muerte en un día. El padecimiento que ha sido endémico en Asia durante casi mil años, también se ha diseminado a otras partes del mundo, ocasionando hasta el momento siete pandemias (Wachsmuth, K. et al. In Vibrio cholerae and Cholera: Molecular to Global Perspective (eds Wachsmuth, I. K., Blake, P. A. and Olvisk, O.) 357-370 ASM Pres, Wasington DC, 1994).

Se consideraba a V. cholerae del serogrupo O1 como el único agente responsable del cólera epidémico, en tanto que cepas de otros serogrupos (llamados no-O1), se relacionaban únicamente con cuadros de diarrea esporádica. Sin embargo, el concepto cambió en los últimos años al identificarse una cepa de V. cholerae no-O1 como responsable de brotes epidémicos, inicialmente en la India y posteriormente en otras partes del mundo. A esta cepa le correspondió durante su tipificación el serogrupo 139 y se le asignó el nombre de “bengal’’ por haber sido aislada en el golfo de Bengala. La bacteria presentaba los genes relacionados con la virulencia, con características similares a V. cholerae O1 El Tor, pero, a diferencia de éste, presentaba una cápsula (Faruque, S. M. et al. 1997. Molecular Analysis of Toxigenic Vibrio cholerae O139 Bengal strains isolated in Bangladesh between 1993 and 1996: evidence for the emergence of a new clone of the Bengal vibrios. J. Clin. Microbiol. 35:2299-2306.)

La persistencia epidemiológica del cólera en conjunto con el análisis molecular comparativo de las cepas colectadas durante los brotes del padecimiento en diferentes regiones geográficas, ha mostrado la existencia de una gran diversidad clonal (cuando un microorganismo se va diversificando a través de la evolución al ir adquiriendo información genética de otros organismos pero conserva características de su ancestro) entre las cepas epidémicas, así como la emergencia de nuevas cepas toxigénicas de V. cholerae (Faruque, S. M. et al, 1995. Molecular Epidemiology of Toxigenic Vibrio cholerae in Bangladesh Studied by Numerical Analysis of rRNA Gene Restriccion Patterns. J. Clin. Microbiol., 35:2833-2838). Los mecanismos involucrados en la emergencia de nuevas clonas toxigénicas no han sido aclarados, aunque se plantea que la combinación de cambios genéticos y la selección natural del microorganismo, en la que participan factores ambientales no identificados así como el estado inmune de la población, tienen un papel importante.

La transferencia lateral y horizontal de los genes de virulencia a través de fagos, islas de patogenicidad (serie de genes que confieren las características de virulencia y que pueden transferirse de una bacteria a otra) y otros elementos genéticos accesorios, permite entender cómo pueden emerger nuevas bacterias patógenas, tal y como ha sucedido con V. cholerae.

Aunque se ha avanzado mucho en el conocimiento sobre V. cholerae, aún falta por aprender en relación a su ecología en ambientes acuáticos, la sobrevivencia de la bacteria en las áreas endémicas durante los periodos interepidémicos, o sobre los factores, incluidos los climatológicos, que participaron en la reemergencia del cólera en América Latina (Colwell, R. R. 1996. Global climate and infectious disease: the cholera paradigm. Science 274:2025-2031).

Algunas de estas incógnitas han empezado a aclararse, al respecto se sabe que durante las fases interepidémicas, es habitante de aguas salobres y de estuarios, en donde se asocia con zooplancton y otros componentes de la flora y fauna acuáticas. También se ha propuesto que la bacteria puede entrar en un estado de latencia que se ha llamado “viable pero no cultivable’’ que se induce bajo ciertas condiciones ambientales.

Recientemente un grupo de más de 30 investigadores, de diversas universidades y centros, financiados por el Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos, ha descifrado la secuencia del genoma de V. cholerae, (Nature, 406:477-484, 2000), hecho que permitirá entender mejor el comportamiento de la bacteria.

Lo observado por dichos investigadores muestra que el genoma de V. cholerae consiste de dos cromosomas circulares de dos millones 961 mil 146 pares de bases el cromosoma 1 y de un millón 72 mil 314 pares de bases el cromosoma 2. La mayoría de los genes que son requeridos para el crecimiento y viabilidad de la bacteria se localizan en el cromosoma 1, aunque también y únicamente en el cromosoma 2 se identificaron genes esenciales para el funcionamiento normal de la bacteria, así como los genes de muchos intermediarios de rutas metabólicas. Cabe señalar que no es común encontrar dos cromosomas en las bacterias, y el hecho de que V. cholerae los tenga, habla de su gran capacidad para atrapar información genética de otros organismos y por ende de su gran potencial de diferenciación y evolución.

Algunas de las evidencias obtenidas sugieren que el cromosoma 2 fue originalmente un megaplásmido — molécula de DNA circular que permanece separada del cromosoma bacteriano, se replica independientemente del cromosoma y puede ser transferible— que adquirió genes de diversas especies bacterianas antes de ser capturado por una especie ancestral de Vibrio.

La estructura de los dos cromosomas se ha encontrado en otras especies de Vibrios, lo que sugiere que los genes presentes en el megaplásmido le proporcionan a estas bacterias una ventaja evolutiva dentro de su ecosistema acuático en el cual las especies de Vibrio son los microorganismos dominantes.

Existen diferentes propuestas por parte de los investigadores, para explicar por qué el cromosoma 2 no se ha integrado en el cromosoma 1. Una de éstas refiere que en respuesta a señales ambientales, durante la división celular por segregación aberrante, uno de los cromosomas puede mantenerse en una de las células hijas en ausencia del otro cromosoma. Este cromosoma único en las células puede tener problemas para la replicación pero mantener su actividad metabólica. Este evento explicaría en cierta medida una fuente potencial del estado “viable pero no cultivable’’ del que se ha referido se presenta en Vibrio cholerae. Los autores proponen que también estas clonas podrían estar jugando un papel importante en la formación de las biopelículas de V. cholerae (polisacáridos secretados por la bacteria que la envuelven junto con nutrientes y otros microorganismos, manteniéndolas viables hasta que las condiciones ambientales son propicias), que le permiten a la bacteria adherirse a superficies (como pueden ser lechos de río, tuberías o el mismo intestino), aisladas y protegidas de substancias como el cloro, anticuerpos o antibióticos que le son adversos al microorganismo.

De lo anterior se desprende la importancia de contar con la secuencia de los cromosomas de V. cholerae, ya que con esta información se adquieren recursos importantes para el estudio de la bacteria tanto en relación a su comportamiento ambiental y patogénico, como para el posible desarrollo de inmunógenos u otras estrategias que permitan el control y posible erradicación del microorganismo. w

*Coordinador de Investigación, Departamento de Salud Pública, Facultad de Medicina, UNAM.

Artículo publicado en Gaceta Biomédicas, Agosto 2000.
Visita la Gaceta Biomédicas
Para reproducción parcial o total favor de dirigirse a la Gaceta.

The following comments are owned by whomever posted them. This site is not responsible for what they say.

Need help?

LiveZilla Live Help

 

Currently online

Error in PHP Block. Function, phpblock_anon_whosonline, does not exist.

 Visitors & Countries

Since 24-04-12 -Site Statistics

Connect & Share