La evolución de bacterias patógenas

Diferentes especies de bacterias de dicho orden son agentes causales de enfermedades humanas como el tifus y la erliquiosis. Comprender la evolución de estos patógenos humanos endosimbiontes a partir de bacterias de vida libre podría ayudar a hacer frente a estas enfermedades de una manera más eficaz. Teniendo esto en cuenta, se inició el proyecto RICKOCHET (Origin and evolution of host-association and pathogenicity in the Rickettsiales).

Los investigadores de RICKOCHET obtuvieron material genético de linajes de alfa-proteobacterias como los linajes endosimbióticos C36 y EI3, así como de tres células individuales de alfa- proteobacterias. Dos de estas, la O14 y la N20, fueron aisladas de muestras de agua marina de Estados Unidos y la célula L4 fue aislada a partir de una muestra de agua lacustre. Los socios del proyecto emplearon la secuenciación de próxima generación y técnicas genómicas a nivel de célula única para obtener un mejor conocimiento acerca de los orígenes y la evolución de las diferentes especies y linajes del orden Rickettsiales.

En primer lugar, los investigadores desarrollaron bibliotecas de secuencias genéticas y, posteriormente, ensamblaron y alinearon los datos de secuencias. Como resultado, estos obtuvieron los genomas casi completos de los linajes C36 y EI3. Para las células individuales acuáticas (N20, O14 y L4), estos lograron obtener sus genomas parciales.

El trabajo del proyecto proporcionó conocimientos de gran valor. Los análisis del genoma de los linajes C36 y EI3 revelaron que estos presentaban varios genes implicados en procesos de interacción con el hospedador en común con los patógenos humanos que son parte del grupo Rickettsiales. Los resultados sugieren que la interacción con una ameba (en este caso, el hospedador de C36 y de EI3) facilitó la evolución de patógenos bacterianos intracelulares. Estos resultados fueron publicados en dos artículos científicos.

El análisis del 50 % del genoma de L4 reveló que este es un linaje muy divergente de la familia Rickettsiaceae. Este linaje presenta genes de un estilo de vida móvil y parasitario. Un análisis más detallado debería proporcionar información complementaria sobre este linaje, un eslabón perdido en la aparición de la familia Rickettsiaceae.

Aunque los genomas de O14 y N20 forman parte del clado de las alfa-proteobacterias como el orden Rickettsiales, estas bacterias no presentan ningún signo de estilo de vida intracelular. Estudios comparativos futuros deberían arrojar luz sobre aquellos factores que contribuyeron a la aparición de un estilo de vida intracelular en el orden Rickettsiales.

Los descubrimientos de RICKOCHET han sentado las bases para futuros estudios sobre los cambios genéticos que favorecen la patogenicidad en bacterias. Las potenciales aplicaciones de los resultados incluyen el diseño de fármacos, el desarrollo de vacunas y la ingeniería genética de bacterias.