Las bacterias del cólera muestran una fusión rara de cromosomas

El cólera es una enfermedad causada por bacterias que se propagan principalmente a través del agua contaminada. Cada año, afecta a millones de personas en todo el mundo, sobre todo en lugares donde no hay agua limpia ni saneamiento. Puede provocar diarrea severa y deshidratación, a veces resultando en brotes.

#Situación Actual con el Cólera

En este momento, el cólera sigue siendo una preocupación importante de salud pública. El mundo está enfrentando la séptima pandemia de cólera, provocada por un tipo de bacteria conocida como Vibrio Cholerae O1. Esta cepa tiene partes de su Material Genético que le ayudan a causar enfermedad, conocidas como factores de virulencia. En Bangladés, un país donde el cólera es común, una cepa específica llamada BD2 ha sido especialmente prevalente de 2009 a 2018. Más recientemente, una nueva cepa llamada BD1.2 causó un gran brote en Daca en 2022.

#Estructura Bacteriana

Las bacterias Vibrio cholerae suelen tener dos piezas principales de información genética, conocidas como Cromosomas. Un cromosoma es más grande, con unos 3 millones de bases de ADN, mientras que el otro es más pequeño, con aproximadamente 1 millón. A veces, bajo ciertas condiciones en el laboratorio, estos dos cromosomas pueden unirse para crear un cromosoma más grande, permitiendo a las bacterias seguir replicándose.

#Propósito del Estudio

Los investigadores querían averiguar más sobre esta fusión de cromosomas en muestras clínicas de Vibrio cholerae. Su objetivo era ver con qué frecuencia ocurre esto y qué podría causarlo. Para ello, analizaron muestras recogidas de pacientes en Daca, Bangladés, entre 2015 y 2018. Usaron tecnología avanzada de secuenciación de ADN para analizar 467 muestras que fueron identificadas como del tipo O1 de la bacteria del cólera.

#Hallazgos de las Muestras

Después de analizar las muestras, los investigadores encontraron que la mayoría de ellas (400) tenían los dos cromosomas esperados. Sin embargo, descubrieron que 58 muestras se habían fusionado en un cromosoma. Esta fusión se encontró en 10 pacientes diferentes de cinco hogares, y en algunos casos, la fusión ocurrió tanto en los pacientes iniciales como en sus contactos en unos pocos días. Esto sugiere que los cromosomas Fusionados pueden transmitirse de una persona a otra.

#Proceso de Verificación

Para confirmar sus hallazgos sobre los cromosomas fusionados, los investigadores utilizaron una técnica llamada electroforesis en gel de campo pulsado (PFGE). Seleccionaron muestras con cromosomas fusionados y las compararon con aquellas que aún tenían dos cromosomas separados. Los resultados apoyaron sus hallazgos iniciales: todas las muestras fusionadas mostraron una banda correspondiente al cromosoma más grande, mientras que las que tenían cromosomas separados mostraron dos bandas. Esto confirmó que la fusión no era solo un error del proceso de secuenciación.

#Posibles Causas de la Fusión

Los investigadores examinaron las áreas alrededor del punto donde los cromosomas se habían fusionado. Encontraron una sección específica de ADN repetida llamada secuencia homóloga (HS1) cerca del punto de fusión. Esta sección estaba presente en ambos cromosomas antes de fusionarse. En muchas muestras donde los cromosomas no estaban fusionados, HS1 aparecía en ambos cromosomas por separado. Esto sugiere que cuando estas secuencias están presentes, puede facilitar la fusión de los cromosomas.

Un estudio adicional mostró que HS1 se encuentra dentro de un grupo de genes vinculados a la transferencia de material genético entre bacterias, lo que sugiere un método potencial para esta fusión.

#Patrones Generales y Estabilidad de la Fusión

Al examinar el árbol genealógico de las bacterias, los investigadores notaron que la transmisión de la bacteria del cólera a menudo ocurre dentro de los hogares. Este agrupamiento indica que los cromosomas fusionados son lo suficientemente estables como para ser transmitidos entre personas en contacto cercano, como se vio en las muestras.

Curiosamente, todos los cromosomas fusionados examinados eran de una línea específica de Vibrio cholerae llamada BD2. Esta línea tenía dos copias de HS1, lo que podría explicar su mayor tasa de fusión cromosómica. En contraste, otra línea, IND1.3, solo tenía una copia de HS1, lo que puede que no apoye el mismo proceso de fusión.

El estudio también examinó otras bacterias del orden Vibrionales para ver cuán común es la fusión de cromosomas. Encontraron que, aunque es raro, algunas otras especies de Vibrio también mostraron evidencia de cromosomas fusionados, indicando que este fenómeno puede ocurrir en varias bacterias.

#Explorando Otros Sitios de Fusión

Los investigadores examinaron otras regiones potenciales en el genoma de las bacterias que podrían permitir la fusión. Encontraron otra área similar a HS1, lo que sugiere que podría haber otros lugares en el genoma donde podría ocurrir la fusión. Sin embargo, todavía se necesita reunir evidencia sólida para estos sitios.

#Genes y Función del Cromosoma

Los investigadores también miraron genes que se sabe que ayudan con la separación y replicación de cromosomas en Vibrio cholerae. Encontraron que todos los genes necesarios estaban presentes y funcionando correctamente en los cromosomas fusionados. Esto incluía genes que ayudan a asegurar que cada nueva célula bacteriana reciba la cantidad correcta de material genético durante la división.

La disposición de sitios importantes de replicación en los cromosomas fusionados sugiere cómo podrían seguir funcionando eficazmente, incluso como una sola unidad.

#Conclusión y Direcciones Futuras

Los hallazgos de este estudio muestran que la fusión de cromosomas en Vibrio cholerae puede ser más común y estable de lo que se pensaba anteriormente. Aunque los efectos exactos de estos cromosomas fusionados en la capacidad de la bacteria para sobrevivir o causar enfermedad todavía no son claros, los resultados destacan cómo la tecnología avanzada de secuenciación puede ayudar a los investigadores a identificar variaciones genéticas interesantes en las bacterias.

Se necesita más investigación para explorar lo que significa esta fusión de cromosomas para el comportamiento de la bacteria, cómo se relaciona con la transmisión de enfermedades y si tiene algún impacto en las estrategias de tratamiento o prevención. El estudio abre nuevas avenidas para entender las complejidades de la genética bacteriana y sus implicaciones para la salud pública.