Mutaciones responsables de virulencia de bacteria de la peste

Un equipo de microbiólogos moleculares ha encontrado que la adquisición de una sola proteína en su existencia temprana activó a la bacteria de la peste Yersinia pestis para invadir el tejido pulmonar, pero que se requirieron mutaciones posteriores de este gen para que ese organismo pudiera propagarse rápidamente a los ganglios linfáticos y producir la forma bubónica de la enfermedad.

La Yersinia pestis, una bacteria Gram negativa que causa la peste bubónica y la neumónica, se puede diseminar rápidamente a otras partes de sus hospederos mamíferos. La Y. pestis expresa en su superficie la enzima activadora del plasminógeno (Pla), de la cual se ha sugerido que desempeña un papel en la diseminación bacteriana.

Unos investigadores de la Universidad de Northwestern (Evanston, Illinois, EUA) trabajaron con cepas ancestrales de Y. pestis en modelos de ratón. Encontraron que la adquisición de un solo gen que codifica la proteasa Pla fue suficiente para que las cepas más ancestrales y profundamente arraigadas de Y. pestis pudieran producir la peste neumónica, lo cual indica que la Y. pestis se cebó para infectar los pulmones en una fase muy temprana de su evolución. Sin embargo, en esta etapa la bacteria no producía la forma fulminante de la peste neumónica, ni podía diseminarse a los ganglios linfáticos para producir la forma bubónica.

Se hizo evidente que a medida que la Y. pestis evolucionó más, sus cepas modernas adquirieron una modificación de un solo aminoácido en Pla, que optimizó la actividad de esta proteasa. Mientras que esta modificación no era necesaria para producir la peste neumónica, esa sustitución sí se necesita para inducir eficazmente la infección invasiva asociada con la peste bubónica.

“Nuestros hallazgos demuestran cómo la Y. pestis tenía, muy temprano en su evolución, la capacidad para producir una enfermedad respiratoria grave”, dijo el autor principal, el Dr. Wyndham Lathem, profesor asistente de microbiología e inmunología de la Universidad de Northwestern. “Esta investigación nos ayuda a comprender mejor cómo las bacterias pueden adaptarse a los entornos para producir la enfermedad mediante la adquisición de pequeños fragmentos de ADN. Nuestra información sugiere que la inserción y luego la posterior mutación del Pla dio lugar a nuevas cepas de la enfermedad, de rápida evolución. Esta información puede mostrar cómo los nuevos patógenos respiratorios podrían surgir con sólo pequeños cambios genéticos”.

El estudio fue publicado en la edición en línea del 30 de junio de 2015, de la revista Nature Communications.

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Northwestern University