(Artículo) Una nueva era en la microbiología.

La secuenciación rápida de ADN ha permitido a David A. Relman estudiar los microbios.
Por GINA KOLATA

El paciente era un hombre de 39 años que vivía en una zona relativamente rural de las afueras de Houston, Tejas. Había estado soldando cuando, de repente, se quedó sin aliento. Empezó a toser sangre y a vomitar. En la sala de urgencias, su tensión era peligrosamente baja y el corazón latía con rapidez. Los médicos ledieron un antibiótico intravenoso y lo llevaron a toda prisa al Hospital Metodista de Houston. Llegó el sábado 4 de junio por la noche. Murió dos días y medio después. Era martes por la noche. En la autopsia, a todo el mundo le parecía que la causa era el llamado carbunco pulmonar, también conocido como ántrax maligno, que aterrorizó al país en 2001. “Sabíamos que teníamos que averiguarlo de inmediato”, dice James M. Musser, jefe de patología y medicina genómica en el Complejo del Hospital Metodista de Houston. “Fue entonces cuando pusimos en marcha un plan para secuenciar el genoma”. La secuenciación del primer genoma bacteriano, en 1995, requirió 13 meses de trabajo. Hoy, los investigadores pueden hacerlo en unos cuantos días. Y el coste se ha reducido a unos 1.000 dólares por genoma, cuando antes era de más de un millón. Con la secuenciación genómica rápida, los investigadores pueden crear una especie de mapa del tiempo de los patrones de las enfermedades. Y pueden tomar precauciones contra las que estén apareciendo (la gripe, las enfermedades transmitidas por los alimentos y el SARS, por ejemplo ). En una revisión reciente, David A. Relman, catedrático de medicina, microbiología e inmunología en la Universidad de Stanford, en California, escribía que los investigadores habían publicado 1.554 secuencias genómicas bacterianas completas y estaban trabajando en 4.800 más.
Han secuenciado los genomas de 2.675 virus diferentes y, dentro de ellos, tienen secuencias de decenas de miles de cepas . Otros están secuenciando genomas bacterianos para encontrar el origen de las enfermedades. Para estudiar la peste negra, que barrió Europa en el siglo XIV, los investigadores compararon los genomas de las bacterias causantes de la peste bubónica actual, que son ligeramente diferentes en los distintos países. Trabajando en sentido retrospectivo, fueron capaces de crear un árbol genealógico que situaba el origen del microbio en China, hace entre 2.600 y 2.800 años. Para Musser y sus compañeros, la prueba real de lo que eran capaces de hacer llegó aquella tarde de junio. Unos días después, tenían la respuesta. Las bacterias no eran las del carbunco, pero estaban estrechamente relacionadas con ellas: Bacillus cereus, en lugar de anthracis. Las bacterias tenían muchos de los mismos genes de toxinas que tienen las del carbunco, pero solo tenían uno de los cuatro virus que viven dentro de las bacterias del carbunco y que contribuyen a su toxicidad. La conclusión fue que las bacterias letales se encontraban de forma natural en el suelo y normalmente no eran tan peligrosas. ¿Pero por qué se puso tan enfermo aquel hombre? Era un soldador, señala Musser, y los soldadores son excepcionalmente susceptibles a las infecciones pulmonares, quizás porque sus pulmones están irritados crónicamente por partículas metálicas finas. Así que su enfermedad mortal se debió muy probablemente a la coincidencia de varios factores: la soldadura, vivir en una zona rural donde había bacterias en el suelo y el hecho de haber respirado esta especie bacteriana portadora de toxinas.
Matthew K. Waldor, de la Facultad de Medicina de Harvard, cree que la nueva tecnología desecuenciación genómica “está cambiando todos los aspectos de la microbiología; es simplemente revolucionaria”. Otro misterio que aclaró fue el de por qué el cólera, que no se había dado en Haití en más de un siglo, barrió la isla tras el terremoto del año pasado. La secuenciación desveló que la cepa haitiana era diferente de la bacteria del cólera que hay en Latinoamérica y África, pero idéntica a la del sur de Asia. Así que los investigadores llegaron a la conclusión de que el terremoto fue responsable de la epidemia de forma indirecta. Muchos cooperantes que acudieron a Haití vivían en el sur de Asia, donde el cólera es endémico . Uno de los colaboradores de Waldor en el estudio, Eric Schadt, jefe de genética de la Facultad de Medicina Monte Sinaí de la Universidad de Nueva York y responsable científico de Pacific Biosciences, quiere elaborar unos mapas del tiempo de las enfermedades . Durante varios meses, la empresa analizó los genomas de los microbios que se encuentran en superficies como escritorios, ordenadores y tiradores de cisternas. Cuando comenzó la temporada de gripe, las empezaron a tener cantidades mayores de la cepa de la gripe predominante hasta que, en el peor momento de la temporada, todas las superficies tenían virus de la gripe. También tomó muestras en su propia casa y descubrió consternado que el asa del frigorífico siempre estaba contaminada con microbios que viven sobre aves y cerdos. Se dio cuenta de que el motivo era que la gente saca la carne del frigorífico, prepara bocadillos y luego abre la puerta para volver a meter la carne sin lavarse las manos . Relman, por su parte, se centra en el vasto grupo de microbios que viven pacíficamente dentro o sobre el cuerpo humano. Hay muchos más genes bacterianos que humanos en el cuerpo, señala. Pero si estas grandes comunidades de microbios son tan importantes para la salud, pregunta Relman, ¿qué pasa cuando la gente toma antibióticos? ¿Se recuperan las comunidades microbianas que había en el intestino? Usando la secuenciación genómica rápida de todos los microbios contenidos en las muestras fecales, descubrió que sí que regresaban, pero que la comunidad microbiana no era exactamente igual que antes de que los antibióticos la alterasen. Y si una persona toma el mismo antibiótico una segunda vez, pasados ya seis meses de la primera dosis, los microbios tardan más en volver y la comunidad se ve aún más perturbada. “Todo tiene un coste”, afirma. “El problema reside en encontrar el equilibrio adecuado. Como médicos clínicos, no hemos prestado suficiente atención al precio que paga la salud de nuestros ecosistemas microbianos”.

Preguntas:
1. ¿Qué provocó la epidemia de cólera en haití tras el terremoto después de 100 años sin la enfermedad?
- La provocó el terremoto indirectamente, porque muchos de los cooperantes que acudieron a Haití vivían en el sur de Ásia, donde el cólera es endémico.

2. ¿Qué le ocurre a nuestra flora bacteriana tras tomar antibióticos?
- Que regresan pero no son exactamente iguales a como estaban antes de que los antibióticos la alterasen.

3. ¿Qué se puede hacer conociendo la secuencia genética de los microorganismos causantes de infecciones? Pon un ejemplo.
- Comparando las secuencias de ADN, conocer el árbol genealógico de las enfermedades e identificar microorganismos en cualquier parte.

4. ¿De qué y por qué murió el hombre de Texas?
- Murió a causa de la bacteria llamada Bacillus Cereus que es semejante al Bacillus Anthracis. Al ser soldador, los soldadores son excepcionalmente susceptibles a las infecciones pulmonares, porque sus pulmones están irritados crónicamente por partículas metálicas finas. Así que su enfermedad mortal se debió a la coincidencia de varios factores: la soldadura, vivir en una zona rural donde había bacterias en el suelo y el hecho de haber respirado esta especie bacteriana portadora de toxinas.