Uno de los debates más intensos entre los
evolucionistas del siglo XX se centró en conocer si la fuerza que gobierna la
evolución de los diferentes genomas es la selección
o el azar. La controversia entre
seleccionistas y neutralistas surgió a finales de los 1960s cuando el japonés
Motoo Kimura propuso la teoría
neutralista de la evolución molecular para explicar la observación de que
los cambios en la secuencia de algunas proteínas entre diversas especies
parecían producirse de manera constante y proporcional a su tiempo de
divergencia y a una tasa muy superior a la que podría justificarse si sólo se
produjeran por selección.

La teoría neutralista de la evolución molecular
explica por qué hay tantos cambios en la secuencia de un mismo gen entre los
diferentes organismos y su aparición de manera constante en el tiempo. Esto
permite establecer un reloj molecular y cuantificar el tiempo de divergencia
entre ellos.

Los individuos que conforman la siguiente generación
son descendientes de los individuos que tuvieron hijos y el pensamiento
darwinista tiende a pensar que los individuos mejores o más adaptados son los
que dejan un mayor número de descendientes. Esto haría que la evolución o
cambio de una especie esté guiada por la selección
natural. Sin embargo, esto no tiene porqué ser siempre así. Algunas veces
el azar juega un papel importante.
Los individuos que tienen descendientes no tienen por qué ser los mejor adaptados
sino que ha podido ocurrir así por cuestiones que pueden no tener que ver con
sus características biológicas (por lo que desde el punto de vista biológico
estaría actuando el azar). Esto es especialmente importante en poblaciones
pequeñas en un fenómeno que se conoce como deriva
genética.

La mutación
es un fenómeno que se produce a una tasa más o menos constante en condiciones
normales. Esta mutación podrá ser beneficiosa, perjudicial o neutral (ni
beneficiosa ni perjudicial) con respecto a la aptitud biológica del individuo
que la porta. Si es perjudicial desaparecerá en una o varias generaciones ya
que los individuos que la tienen serán menos aptos. Por el contrario, si es
beneficiosa su frecuencia irá aumentando en la población ya que los individuos
que la portan tendrán más descendientes y éstos serán más viables. Ambos tipos
de cambios conducen a una evolución
adaptativa al ambiente en el que vive el organismo.

Pero, ¿qué ocurre con las mutaciones neutrales? Su frecuencia aumentará o disminuirá dependiendo
del azar; algunas se perderán, pero otras aumentarán en frecuencia llevando a
una evolución NO adaptativa. Hay
cambio, pero los individuos no están ni más ni menos adaptados. La teoría
neutralista de Kimura se basa en que este tipo de mutaciones son las más
frecuentes en una población; no implica que la selección no actúe sino que ésta
lo hace frente a una proporción muy pequeña de cambios moleculares, los
beneficiosos o los perjudiciales. La mayor parte de los cambios a nivel
molecular son neutrales, no hacen mejor o peor al individuo que los porta. Por
ello se acumulan de manera constante en el tiempo permitiendo establecer un reloj molecular en la evolución de los
distintos linajes.

Hay dos tipos de evolución: la adaptativa y la NO
adaptativa

Existen múltiples ejemplos experimentales que muestran
la existencia de mutaciones beneficiosas que son muy frecuentes en algunas
poblaciones frente a otras de la misma especie, como la permanencia de la
actividad lactasa en algunos grupos humanos. Sin embargo, a nivel general, se
desconoce cuántas de las nuevas mutaciones que se van produciendo son
beneficiosas. Conocer esta tasa puede ser útil para mejorar nuestro
conocimiento de la evolución molecular y los métodos que ayuden a datar y
reconstruir la historia evolutiva.

La secuenciación
rápida de genomas completos está facilitando la realización de ensayos
experimentales que nos ayuden a profundizar en ello. Sin embargo, a pesar de
que las mejoras técnicas facilitan estos estudios, hay algo imprescindible en
los análisis evolutivos: la paciencia,
ya que debemos analizar cientos o miles de generaciones para tener datos
fiables.

Keep calm and
be patient

Las bacterias son, de nuevo, nuestras mejores aliadas
para poder monitorizar tantas generaciones en un tiempo razonable. Hasta la fecha
algunos análisis se habían realizado siguiendo a varias decenas de bacterias
durante algunos cientos de generaciones o a un clon durante casi 40.000
generaciones. A pesar de ello era complicado conocer qué mutaciones son
realmente beneficiosas (o conductoras de la selección) y cuáles simplemente
acompañan a las beneficiosas (son pasajeras). Recientemente un estudio
publicado en Nature muestra los resultados del análisis del genoma completo de dos clones de 12
poblaciones de E. coli tras 500,
1.000, 1.500, 2.000, 5.000, 10.000, 15.000, 20.000, 30.000, 40.000 y 50.000
generaciones (¡desde hace 28 años!). Esto hace un total de 264 genomas
completos cuyo análisis ha mostrado algunos resultados curiosos y otros que apoyan
algunas ideas conocidas.

(Mapa del genoma de una bacteria)

¿Cómo cambia el
genoma de una bacteria después de 28 años (50.000 generaciones) multiplicándose?

De manera sorprendente la longitud media de los
genomas tras 50.000 generaciones había disminuido en casi un 1,5% desde la
bacteria ancestral y las mutaciones no se habían distribuido de manera uniforme
a lo largo de las 12 poblaciones analizadas. Seis de ellas habían evolucionado
hacia un fenotipo hipermutador, lo
que les hacía acumular algo más del 96% de todas las mutaciones detectadas. Sin
embargo esta “hipermutabilidad” disminuía con el tiempo, ya que parecía
favorecer la mayor presencia de mutaciones deletéreas o perjudiciales.

Si mutas mucho,
empiezas a cargarte cosas importantes

Además, este efecto se asocia a la presencia de un
mayor número de secuencias transponibles. Los transposones son secuencias presentes en la mayor parte de
organismos, entre los que se encuentra el nuestro, y que son capaces de saltar
de una posición a otra del genoma. Efectivamente desde hace años se conoce que
son responsables de una mayor inestabilidad genómica. Lógicamente la presencia
en un mayor o menor grado de este tipo de secuencias y el fenotipo hipermutador
puede cambiar el tiempo y modo de evolución del organismo que las porta. Aunque
estas bacterias teóricamente acumulaban una mayor tasa de mutaciones
beneficiosas también lo hacían de mutaciones deletéreas, compensándose ambos
hechos. Además en estas poblaciones se hacía más difícil diferenciar las
mutaciones realmente beneficiosas de las que no lo son en un “mar” de mutaciones.

Sin embargo, en las bacterias sin fenotipo
hipermutador se podía observar que las
mutaciones potencialmente beneficiosas se acumulaban a una tasa muy superior a
las neutrales. Sin embargo esta acumulación disminuía con el tiempo ya que
en las primeras 500 generaciones se acumulaban 17 veces más mutaciones
beneficiosas pero al acercarse a las 50.000 generaciones esta acumulación era
de sólo 2 veces más. Por otra parte, la mitad de estas mutaciones se
encontraban en sólo 57 genes (en sólo el 2% del genoma) que estarían favoreciendo
esta adaptación.

La adaptación,
al principio es muy rápida y luego disminuye. Pero la frecuencia de mutación neutral
se mantienen constante, de ahí que existe un reloj molecular.

Así, el color de la evolución no es ni blanco ni negro
sino gris (como casi todo). La mayor parte de las mutaciones fijadas parecen
ser beneficiosas, pero su proporción disminuye cuanto mayor es la adaptación.
Sin embargo las mutaciones neutrales se acumulan a una tasa bastante constante
en el tiempo lo que hace que el reloj molecular efectivamente exista.

Reloj
molecular: a más tiempo, más cambios

Por lo tanto a nivel molecular actúa tanto la
selección como el azar. En el fondo la evolución de los genomas se basan en continuos cambios en el equilibrio de
ambas fuerzas. En un primer momento en poblaciones grandes la selección
ganaría al azar, pero una vez conseguida una adaptación razonable el azar se
mantiene como una fuerza importante de los cambios que sufre un genoma.

El autor de esta entrada es José Luis Vizmanos, Catedrático
de Genética y profesor de Genética de poblaciones de la Universidad de Navarra.

(1) Tempo and mode of genome evolution in a 50,000-generation experiment. Tenaillon, O., et al. Nature 536, 165–170 (11
August 2016) doi:10.1038/nature18959

Cambios
en la microbiota del ratón de laboratorio pueden explicar por qué es tan
difícil reproducir los resultados.

El ratón es uno de los animales de experimentación más
empleado por los científicos. Para conocer la causa de una enfermedad, cómo se
regula un gen in vivo, qué efecto
tiene un tratamiento o una nueva vacuna antes de probarlo en humanos hay que
hacerlo en ratoncitos de laboratorio. Algunos, exagerando un poco, dicen que
hoy en día ya somos capaces de curar todas las enfermedades humanas … en el
ratón.

Cuando se
analizan las bacterias presentes en las heces de ratones de marcas distintas,
la diversidad y abundancia de ciertos microbios es diferente (2).

Si alguna vez has trabajado con ratones ya sabrás que los
experimentos in vivo suelen traer de
cabeza a los investigadores: la
variabilidad de los resultados es enorme y son difíciles de reproducir. Por
eso, en estos experimentos in vivo te
preocupas mucho de emplear ratoncitos que sean lo más parecidos posible entre
ellos: del mismo vendedor, la misma cepa, peso, sexo, edad, de la misma camada.
Además, intentas mantenerlos exactamente en las mismas condiciones: jaulas
idénticas ordenadas en estanterías meticulosamente estandarizadas, con la misma
comida y bebida, los mismos ciclos de luz/oscuridad, temperatura y humedad
controlada. En ocasiones las jaulas tiene ventilación presurizada, como si cada
ratón estuviera en la cabina de su propio avión privado. Esperas que cuanto más
parecido sea todo, los resultados serán más homogéneos. Pero muy poca veces
ocurre así. Siempre hay algún resultado con un ratón que se sale de la gráfica,
el caso a parte, el maldito “outlier”
que algunos malintencionados borran de la tabla.

¿Podemos
asegurar un ambiente totalmente idéntico o puede haber variables escondidas que
explican los resultados inconsistentes?

Cada vez hay más estudios que ponen de manifiesto la dificultad para replicar muchos de los
resultados en experimentos preclínicos. La presión por publicar y el sesgo de
evitar o suprimir resultados negativos explican en parte la falta de
reproducibilidad. Pero también influyen pequeños cambios en el protocolo (algún
pequeño detalle que se omite sin querer, o deliberadamente, en la sección de
material y métodos), las distintas cepas de animales o diferentes ambientes en
los laboratorios. 

Hay un factor que hasta ahora no le habíamos prestando
mucha atención, una variable invisible: los
microbios del interior del ratón. Cada vez somos más conscientes de que la
microbiota del ratón puede arruinar tu experimento y ser la causa del problema
de la reproducibilidad de los resultados.

La
microbiota es el conjunto de microorganismos en el interior de un organismo.

Se ha publicado en Nature (1) un excelente artículo sobre
el efecto de las interacciones entre el
huésped y sus microbios en los resultados 
experimentales. En realidad los mamíferos somos los que somos por
una combinación entre nuestros genes con los de los microbios que nos habitan,
lo que se define como metagenoma.
Esto no solo incluye nuestras bacterias, sino también otros microorganismos
como arqueas, hongos y levaduras, virus, protistas e incluso helmintos
(pequeños gusanos parásitos). Cada vez somos más conscientes del efecto que
estos pequeños huéspedes y sus genes tienen en nuestro interior y en el de
cualquier mamífero. El metagenoma es en realidad una variable ambiental que
influye en la fisiología del huésped.

El
metagenoma es la suma de todos los genes del huésped más los de todos los
microbios de su interior.

Nuestros microbios y sus genes tienen un efecto crítico
en nuestra salud. Y lo mismo ocurre en otros mamíferos y, por supuesto, en los
animales de experimentación. Hoy sabemos que la respuesta a un medicamento o tratamiento puede depender fácilmente
de los microbios vivos que tengas en tu interior. Los microbios en el
interior del ratón están siempre cambiando haciendo imposible la
estandarización. Cuando se han tomado muestras de ratones control de
experimentos distintos y se analiza la microbiota intestinal se comprueba que
cada grupo tiene distinta composición. El zoo de microorganismos en el interior
de cada animal puede variar por cualquier pequeña circunstancia, como la fuente
de proteína en el pienso (aunque sea de la misma marca comercial). El estrés al
separarlos, cada vez que retiramos un ratón de la jaula por ejemplo, puede
cambiar el ecosistema microbiano, el delicado equilibrio en los microbios del
ratón. La calidad del aire, el tipo y cantidad de comida, el pH del agua, …
también pueden influir en la microbiota. Muchos investigadores no se preocupan
de dónde viene la alimentación o el agua que le dan al ratón. 

Quizá te
sorprenda, pero otros factores que pueden afectar a la respuesta del ratón son:
la hora a la que los manipulas, infectas o das el tratamiento; el tipo de
“cama” que tiene el ratón en la jaula; la altura a la que esté situada la jaula
en la estantería; o el sexo de la persona que los manipula (2).

Cada vez hay más datos de cómo la microbiota residente puede influenciar en la susceptibilidad a
una enfermedad, desde el VIH hasta el asma, o de cómo predispone a la
obesidad, o influye en la forma en la que
el cuerpo responde a la medicación. Pequeñas diferencias en la microbiota
pueden explicar por qué los ratones con la misma mutación genética responden de
forma diferente. 

Pero, ¿cuál es la
microbiota normal del ratón de laboratorio? Es muy difícil saberlo. La
microbiota puede cambiar según el sexo, edad y alimentación del ratón. Pequeños
cambios ambientales pueden modificarla. Cuando se analizan las bacterias
presentes en las heces de ratones de dos marcas distintas, la diversidad y
abundancia de ciertos microbios es diferentes. Estos cambios pueden afectar a
la respuesta inmune e inflamatoria. 

Y no vale quitar esos pequeños huéspedes del interior del
ratón. Hoy sabemos que los microbios son
críticos para la salud y el correcto funcionamiento del sistema inmune, hacen
que el animal esté sano y robusto. ¿Cómo podemos entonces controlar esa
variable?

Sabemos que la microbiota de ratones de la misma camada
tiende a ser más parecida entre ello. Por eso, en todo experimento con ratones el grupo control debería ser siempre de la
misma camada que el grupo experimental. Por ejemplo, es frecuente que
cuando se estudia el efecto de una determinada mutación se compare el resultado
de la cepa “salvaje” (el control sin la mutación) con el de cepas de ratones
mutantes. Esos ratones suelen ser cepas que no provienen de la misma camada y
que por tanto seguro que tienen una microbiota distinta. Concluir que la
mutación es la causante del efecto es erróneo, porque no se está teniendo en
cuenta la aportación de la microbiota y sus genes.

Una forma de mirar al mundo microbiano del ratón sería a
través del ratón centinela. El ratón
centinela es el que se deja solo en una jaula del mismo estante para controlar
posibles patógenos que interfieran con el experimento. Se sacrifica la final de
experimento y se buscan en él la presencia de microorganismo patógenos que
hayan podido infectar las jaulas y afectar a los resultados. Cuando se detecta
un patógeno, se esteriliza todos las jaulas del estante. Hasta ahora no se
hace, pero también se podría incluir un ratón centinela para analizar la
microbiota intestinal.

Algunos investigadores han mezclado sus ratones de
laboratorios con ratones salvajes comprados en una tienda de mascotas. Estos ratones “sucios” suelen tener una
microbiota intestinal mucho más rica y abundante y son una mejor aproximación a
la microbiota humana, mejor que un ratón de laboratorio estándar. Además,
los ratones “sucios” suelen ser portadores de enfermedades ya erradicadas en la
mayoría de los ratones de laboratorio, como hepatitis o neumonía. La exposición
a estas enfermedades llevada por sus compañeros de jaula, matan a casi un 25%
de la colonia de ratones, pero los que sobreviven generan una respuesta inmune capaz
de combatir la infección. Ahora estos ratones pueden ser un modelo mejor, más
realista, para estudiar el sistema inmune y enfermedades infecciosas humanas,
por ejemplo.

Nos
hacen falta estrategias para monitorizar cómo los microbios pueden influir en
la biología del ratón.

Conseguir que los resultados sea reproducibles es
fundamental para el avance de la ciencia. Pero el tema es complejo. Los autores
(1) proponen consensuar entre investigadores, agencias de financiación,
revisores y editores de revistas científicas, e instituciones académicas una información mínima que debería añadirse
a los experimentos con ratones. Entre esa información, además de detallar
aspectos como la genética del ratón, el método experimental o el mantenimiento
de los animales, se debería añadir el
análisis de la microbiota y de su efecto sobre la biología del animal. No
te tiene que extrañar, por tanto, que dentro de pocos años todos los estudios
con ratones deban incluir un análisis de la microbiota fecal en la sección de
material y métodos, … si quieres que te lo publiquen.

Todos sabemos que lo que funciona en el ratón muchas veces
no funciona en humanos. Pero, como vemos, incluso lo que funciona en un ratón,
no funciona en otro. 

Para
saber más:

(1) Accounting for reciprocal host–microbiome interactions in experimental science. 2016. Stappenbeck, T. S., y col. Nature
534, 191–199. doi:10.1038/nature18285

(2)Mouse microbes may make scientific studies harder to replicate. Servick, K. Science.
August 16, 2016

(3) A mouse’s house may ruin experiments. Reardon, S. 2016.
Nature 530, 264. doi:10.1038/nature.2016.19335 

La Tierra es un
planeta microbiano. Los microorganismos sostienen la vida en la Tierra.
Nada seria igual si no fuera por los microbios. De alguna forma podemos decir
que los microbios dominan la Tierra, mantienen los ciclos biogeoquímicos y el
resto de la vida en el planeta. Sin ellos, la vida no sería como la conocemos.
Ellos tiene los secretos del origen de la vida, están aquí desde hace unos
3.500 millones de años, nos han precedido y nos sobrevivirán. Pero además son
esenciales para nuestro futuro, gracias a ellos y a sus genes podremos
encontrar la solución a muchos de nuestros problemas y enfermedades.

Sin microbios: el caos total!

A pesar de su importancia, todavía sabemos muy poco del
mundo microbiano. En el proyecto Tree of Life, los microbios sólo
representan una pequeña proporción, la mayoría de las ramas del árbol de la
vida se ocupan de los seres vivos que han aparecido en el planeta los últimos
550 millones de años, pero la evolución biológica comenzó hace 3.500 millones
de años con los microbios. Por eso, la inmensa mayoría de las ramas del este
árbol son microbios. Lo apasionante es que la
mayoría de este mundo microbiano todavía nos es desconocido.

Desde que comenzaron los proyectos de secuenciación de
genomas microbianos, y hasta 2009, la mayoría de estos proyectos se elegían por
razones prácticas: se secuenciaban los genomas de aquellos microbios que tenía
interés médico (porque eran patógenos o potenciales probióticos) y biotecnológico/industrial.
Los primeros proyectos de secuenciación se olvidaron de la mayoría de la
diversidad microbiana del planeta. Por eso, ya es hora de que comience un proyecto sistemático y coordinado de
secuenciación del mundo microbiano. Y esto es lo que proponen un números
grupo de investigadores (1): coordinarse para secuenciar el genoma de cada uno de los representantes o cepas tipo de
cada especia de Bacteria y Archaea, cuyos nombres están
validados por el Código Internacional de Nomenclatura Bacteriana (International Code of Nomenclature of
Bacteria), aproximadamente unas 11.000 especies.

Actualmente existen unas 11.000
especies de bacterias y arqueas cuyos nombres están oficialmente validados.

¿Qué es una cepa tipo?
La cepa tipo no es el representante arquetipo de una especie, como algunos mal
interpretan. Una cepa tipo es el aislamiento
original de una bacteria o arquea depositado en una colección de cultivo oficial, obtenido en cultivo puro.  La cepa tipo juega
un papel esencial en la definición filogenética y taxonómica de bacterias y
arqueas, y permite asignar relaciones evolutivas e identificar nuevas especies.
Para definir una nueva especie microbiana es obligatorio su depósito en una
colección de cultivo oficial, que permita verificar los resultados y ampliar su
estudio conforme la tecnología avanza, empleando  el mismo material biológico original. En
España la Colección Española de Cultivo
Tipo(CECT) se encuentra en la Universidad de Valencia.

Es necesario conseguir un
catálogo genómico de todas las bacterias y arqueas cultivables.

Actualmente, existen unos 25.000 proyectos de secuenciación
de genomas de bacterias y arqueas, de los que solo 3.285 corresponden a cepas
tipo. Esto supone que el 70% de las cepas tipo no está siendo secuenciado. Hay
que tener en cuenta que cada año se validan unas 650 especies nuevas de
bacterias y arqueas. Por lo tanto, la primera fase de este proyecto (GEBA-type strain) supone la secuenciación
de las 7.830 cepas tipo que siguen sin secuenciar. Además, las cepas que se
vayan incorporando cada año, también entrarían en el proyecto. La ventaja es
que dentro de muy poco va a ser más fácil secuenciar todo el genoma de una
bacteria que hacer toda la caracterización fenotípica clásica que requiere la
descripción de una nueva especie bacteriana.

Árbol filogenético de Bacteria. Fuente: Nature 462,1056-1060.

Se suele afirmar que los microorganismos cultivables en el
laboratorio representan sólo menos del 1% de todas las bacterias y arqueas del
planeta. En realidad, todos los
proyectos de secuenciación actuales sólo representan menos del 2,8 % de toda la
diversidad microbiana conocida.

Hoy en día ningún grupo de investigación, ninguna colección
de cultivo, ni ninguna agencia de financiación por si sola podría llevar a cabo
este proyecto de secuenciación de todas las cepas tipo. Se quiere, por tanto, la
colaboración internacional. El reto es crear una colaboración global capaz de
seleccionar los proyectos más importantes, eliminar las repeticiones y
establecer unos estándares internacionales, que validen los sistemas de secuenciación,
ensamblaje, anotación y recolección de meta datos. Con muy pocas excepciones,
esos estándares comunes no existen. Sin esto, la investigación del mundo
microbiano va a ser como navegar sin mapa o sin GPS que ayuden a fijar el
rumbo.

En muchos casos, más de un tercio de los genes que tiene una
bacteria o arquea son de función desconocida. El descubrimiento de nuevos
genes, nuevas funciones y nuevas rutas metabólicas no solo mejorará nuestro conocimiento
de la evolución microbiana sino que, sobre todo, abrirá nuevas oportunidades
para la biomedicina, la salud, la biotecnología y la industria.

Los microbios todavía nos pueden sorprender
y guardar muchos secretos que nos pueden ser muy útiles.

Proyectos de colaboración de secuenciación de genomas
microbianos:

Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archaea(GEBA), que ha
secuenciado unos 250 genomas en un programa piloto.

CyanoGEBA, sobre la secuenciación de 54 genomas de
cyanobacterias.

GEBA-Microbial Dark Matter(GEBA-MDM), sobre la secuenciación
de bacterias y arqueas no cultivables (la materia oscura del mundo microbiano),
con 201 candidatos.

La materia oscura del universo microbiano

El proyecto de secuenciación del microbioma humano, los
microbios de nuestro cuerpo, con los proyectos HMP (Human Microbiome Project)
y el consorcio IHMC (International Human Microbiome Consortium), con más de 3.000 aislamientos.

Microbioma: el primer“mapa” de nuestras bacterias, el segundo genoma humano

El proyecto de secuenciar mil genomas microbianos en tres años, Ten Thousand Microbial Genomes Project, del Beijing Genomics Institute.

Un proyecto de colaboración entre Sanger Institute y la colección de cultivos tipo inglesa (NTCT), para secuenciar 3.000 cepas bacterianas de la colección.

Los proyectos para analizar y secuenciar la población
microbiana del suelo: Terragenome Projectdel consorcio International Soil Metagenome Sequencing
Consortium y el proyecto Earth Microbiome Project (MEP).

The Microbial Earth Project

Genomas microbianos en NCBI

(1) Genomic encyclopedia of Bacteria and Archaea: sequencing amyriad of type strains. Kyrpides, N. C., et al. PLoS Biology. 2014. 12(8):
e1001920

doi: 10.1371/journal.pbio.1001920.

Seguro que habrás visto algún capítulo de la serie CSI en el
que Grissom coge con sumo cuidado un pelo en la escena del crimen. Si el pelo
en cuestión mantiene la raíz es relativamente fácil extraer el DNA y hacer un
análisis del perfil genómico, que si coincide con el sospechoso, permite
demostrar que el susodicho estuvo en la escena del crimen. Aunque el pelo es
una de las muestras más empleadas en la investigación forense, a veces no
permite un análisis tan preciso. Si el pelo es cortado o carece de raíz, la
cantidad de DNA que se extrae es mucho menor y el análisis mucho más difícil.

El conjunto de microbios que viven en tu cuerpo se llama microbiota y todos los genomas de esos
microbios es el microbioma. El
estudio del microbioma humano ha demostrado que la composición de bacterias no solo es diferente en cada parte del
cuerpo sino que también es distinta entre individuos, lo que podría ser
interesante desde el punto de vista de la investigación forense.

Ahora por primera vez, a un grupo de australianos (1) se les
ha ocurrido analizar la composición microbiana del pelo humano, para ver si
podría tener interés forense. La
pregunta que querían responder era si la composición bacterias del pelo es
diferente según las personas y si esto podría ser empleado como herramienta
forense adicional al análisis clásico del DNA.

Para ello, han empleado muestras de pelo de siete individuos
sanos, tres hombres y cuatro mujeres de entres 23 y 53 años de edad. Además,
dos de ellos eran pareja. Los voluntarios cogieron muestras de su propio pelo
de la cabeza y del pubis, en tres tiempos diferentes, al comienzo del estudio y
dos y cinco meses después. Se extrajo el DNA de las muestras, en concreto de
tres pelos, se concentró el DNA, se amplificó mediante PCR y se realizó una
secuenciación masiva. Los datos se analizaron bioinformáticamente para
determinar la composición de bacterias en la muestra.

Los resultados demostraron que los datos obtenidos de las muestras de pelo del pubis tenían un
mayor potencial para aplicaciones forense que los del pelo de la cabeza. El
microbioma del pelo de la cabeza era muy similar en todos los individuos y no
parece tener una aplicación forense clara.

La composición microbiana del pelo del pubis fue muy similar
en cada persona a lo largo del estudio, lo que sugiere que es bastante estable.
Además, el microbioma del pelo del pubis, a diferencia del pelo de la cabeza,
parece estar menos influenciado por factores ambientales.

Sí que hubo diferencias entre sexos en la composición microbiana
del pelo del pubis: el pelo de las
mujeres tenía una mayor cantidad de bacterias del grupo Lactobacillus, prácticamente ausentes en el pelo de los hombres.
Este dato, por ejemplo, permitía diferenciar claramente el origen del pelo
según el sexo del indivuduo. La presencia de Lactobacillus se puede explicar porque este grupo bacteriano es
característico y uno de los más frecuente en la vagina. Además, comparado con el
pelo del pubis de los hombres, el de las mujeres tenía mayor diversidad
microbiana.

Los datos obtenidos de las dos personas (un hombre y una
mujer) que eran pareja fueron muy interesantes. El microbioma del pelo del
pubis fue muy diferente entre ellos en las dos primeras muestras (tomadas al
inicio y a los dos meses). Sin embargo, la composición fue muy similar en la
última muestra, tomada en el quinto mes. 
Resulta que, a diferencia de en las dos primeras muestras, esta pareja
había mantenido relaciones íntimas antes de la toma de la última muestra de
pelo. Según los investigadores, este resultado sugiere que durante el acto sexual puede haber también cierta mezcla de la
microbiota, que explicaría, por ejemplo, la aparición de Lactobacillus en la última muestra del
pelo del hombre. Las muestras de la
pareja compartían más microbios que las de los individuos que no eran pareja.

Durante el acto sexual también puede haber transferencia de bacterias
ente las dos personas

La comparación de todos lo datos sugiera también que todos los individuos tenían algunos grupos
microbianos propios y únicos en la muestra de pelo del pubis, lo que podría
llegar a tener valor en la investigación forense. Dicho de otra forma, se
podría diferenciar el pelo de cada individuo por el perfil de bacterias
presentes en el mismo.

Este estudio se ha realizado solo con siete individuos, y solo
dos de ellos eran pareja. Como sugieren los mismos autores, son necesarios más análisis
con un mayor número de muestras. Sin embargo, los datos sugieren que el análisis del microbioma del pelo del
pubis puede ser tener interés como herramienta forense, especialmente en aquellos
casos de un acto de violencia sexual. Este análisis podría ayudar a asociar
a la víctima con el asaltante.

Habrá que estar atentos a la próxima temporada de CSI:
seguro que incorporan esta nueva técnica entre sus análisis.

(1) Metagenomic analyses of bacteria on human hairs: aqualitative assessment for applications in forensic science. Tridico, S. R., y
col. Investig Genet. 2014. 5 (1): 16. doi: 10.1186/s13323-014-0016-5.

La brucelosis es una enfermedad del ganado (ovejas, cabras, vacas, cerdos, …) y una de las zoonosis más extendida, con más de 500.000 casos en humanos cada año. Lo más frecuente es que la brucelosis humana esté causada por la especie Brucella melitensis y que nos infectemos por consumir productos lácteos no pasterizados o por el contacto con animales enfermos. Si no se trata, la brucelosis puede cronificarse y acabar con problemas óseos y articulares (espondilitis), cardiacos e incluso neurológicos.

Recuperan el genoma de la bacteria Brucella melitensis de hace 700 años de antigüedad

Ahora (1), un grupo de investigadores han secuenciado un nódulo calcificado de un esqueleto datado hacia mediados del siglo XIV de un hombre de unos 50 años enterrado en el asentamiento medieval de Geridu, en Italia. Según los historiadores, este asentamiento medieval fue abandonado definitivamente en el año 1.426. El esqueleto presentaba 32 nódulos calcificados en la pelvis. Extrajeron el ADN del interior de uno de los nódulos y lo secuenciaron. La técnica que han empleado se denomina “shotgun metagenomic” que consiste en una secuencia masiva de todo el ADN presente en la muestra.
Descubrieron así secuencias que corresponden al genoma de Brucella melitensis con fragmentos típicos que aparecen en el ADN antiguo, lo que confirma su origen medieval. Además, el análisis de los polimorfismos en un solo nucleótido (single-nucleotide polymorphisms, SNPs) y los patrones de deleciones e inserciones de la secuencia IS711 de Brucella, sugiere que este genoma medieval de Brucella está relacionado con aislamientos italianos recientes de Brucella, en concreto con B. melitensis grupo Ether. Este trabajo demuestra que la brucelosis ha estado presente en la región mediterránea desde hace cientos de años.

Una bacteria que nos ha acompañado a lo largo de nuestra propia evolución

Australopithecus africanus, también denominado Australopithecus  fragilis, es un grupo de homínido fósil deSudáfrica. Los primeros restos fósiles, el cráneo de un niño conocido como “el niño de Taung”, fueron descubierto en 1924. Este grupo abarca desde el Plioceno superior hasta el Pleistoceno inferior, desde menos de 3 millones de años de antigüedad hasta más de 2 millones, aproximadamente. Como otros Australopithecus, tenía una marcha bípeda, aunque aún conservaba costumbres arborícolas. Su peso promedio era de 41 kg para los machos y de 30 kg para las hembras, con una estatura de 1,50 m.

Pero muy probablemente la brucelosis es una enfermedad mucho más antigua. Se han descrito lesiones óseas en esqueletos de la edad de bronce, que podrían ser debidas a una brucelosis. Quizá lo más curioso es el análisis paleopatológico hecho a un esqueleto parcial de un homínido del Plioceno, un adulto Australopithecus africanus de Sudáfrica datado entre 1,5 y 2,8 millones de años de antigüedad. En este trabajo, publicado en 2009 en PLoS ONE (2), sugieren que las lesiones vertebrales (espondilitis deformante) encontrados en este esqueleto no fueron causadas por un trauma, si no por una enfermedad infecciosa, la brucelosis. El análisis macroscópico, microscópico y radiológico de las lesiones de las vertebras lumbares son consistentes con las lesiones que origina una brucelosis no tratada. Sería la primera vez de un posible caso de infección en homínidos primitivos. Los autores sugieren que la fuente de infección podría ser el consumo de carne de
animales infectados: Brucella se ha aislado de animales salvajes africanos como cebras, impalas y distintas especies de antílopes, incluyo primates no humanos. Esta hipótesis de la brucelosis en homínidos de hace más de 2 millones de años tiene importantes implicaciones en la evolución humana, porque sería una evidencia del consumo de carne directamente relacionada con un fósil humano (hasta ahora el consumo de carne se relacionaba con las marcas de cortes que dejan los utensilios en los huesos de animales).

Estos trabajos demuestran que la brucelosis es una enfermedad muy antigua, la secuenciación demuestra que al menos desde le edad media, pero se sugiere quizá llevemos sufriendo la brucelosis, las fiebres de Malta, desde antes de ser Homo sapiens!

(1) Recovery of a medieval Brucella melitensis genome using shotgun metagenomics. Kay GL, et al. MBio. 2014. 5(4):e01337-14. doi: 10.1128/mBio.01337-14.

(2) Possible brucellosis in an early hominin skeleton from sterkfontein, South Africa. D’Anastasio R, et al. PLoS One. 2009. 4(7):e6439. doi: 10.1371/journal.pone.0006439.

Encuentran virus en
heces fosilizadas de la Edad Media

En 1996, durante unas excavaciones arqueológicas en la
ciudad belga de Namur, se encontró un barril sellado intacto de la Edad Media,
siglo XIV, de hace más de 500 años!. El barril estaba enterrado debajo de una
plaza a casi cuatro metros de profundidad, y ha estado protegido de la
contaminación ambiental durante siglos. ¿Qué tesoros de valor incalculable
contenía el barril?: coprolitos o lo que es lo mismo caca humana fosilizada (gr. kopros, excremento y lithos,
piedra). Se trataba de un barril que se empleaba en aquella época como
letrina, perfectamente cerrado y que había permitido la fosilización del
material fecal.

De momento se desconoce el autor de semejante “tesoro”, que
no ha sido todavía reclamado por ninguna autoridad o gobierno. El
descubrimiento quizá no llegue a exponerse en ningún museo, pero un grupo de
microbiólogos franceses (los microbiólogos somos gente muy seria) pensaron que
el análisis de esos coprolitos podría dar información sobre los microbios intestinales
y ambientales de la Edad Media. En concreto, han estudiado la diversidad de
virus en la muestra fosilizada.

Para evitar posteriores contaminaciones, los investigadores
cuidaron especialmente las condiciones de asepsia y sólo emplearon para sus análisis
la parte más interna del coprolito. Han demostrado la presencia de virus de
tres formas distintas, mediante microscopía electrónica, por secuenciación
masiva del DNA o metagenómica y por amplificación de secuencias específica
mediante PCR. Estas técnicas no requieren el cultivo de los virus, ni siquiera
conocer de antemano la secuencia de su genoma y permiten identificar nuevos
virus.

Han purificado las partículas virales, teñido y observado
mediante un microscopio electrónico. Las imágenes obtenidas demostraron estructuras
muy similares a virus (VLP, virus-like
particles) de unos 100-250 nm, algunos rodeados de una estructura parecida
a la envoltura y muchos de ellos muy similares a los bacteriófagos (virus que
infectan bacterias) típicos con cabeza y cola del grupo de los Siphovirus.

Imágenes de microscopía electrónica de partículas virales
aisladas del coprolito. En (B) una partícula similar a un virus de unos 100 nm,
rodeada de una estructura similar a una envoltura viral. En (C) y (E)
partículas con cabeza icosaédrica y cola filamentosa típica de los
bacteriófagos del grupo de los Siphovirus,
como el virus Lambda.

Además, han purificado el DNA de las muestras, han secuenciado,
procesado y ensamblado las secuencias y comparado con las bases de datos. Más
del 85% de las secuencias eran similares a virus DNA, la mayoría del tipo de
los bacteriófagos de las familias Siphoviridae
(59%), Myoviridae (9%) y Podoviridae (6%). Pero también encontraron
secuencias similares a virus de eucariotas 
(Poxvirus, Adenovirus, Mimivirus,
Herpes, Baculovirus, …) y algunos de arqueas.

La mayoría de las secuencias similares a bacteriófagos
mostraron homología con fagos de Bacillus,
pero se encontraron bacteriófagos que infectan a más de 37 géneros de bacterias
diferentes: virus que infectan a enterobacterias, lactobacillus, lactococcus, bacterias
del suelo y algunos de patógenos humanos, como Mycobacterium, Staphylococcus,
Pseudomonas, Listeria, …

Han demostrado además que algunos eran bacteriófagos lisogénicos,
es decir, capaces de integrar su genoma en el de la bacteria huésped en forma
de profagos. Muchos de los fagos lisogénicos llevan en su genoma secuencias del
genoma de la bacteria. Por eso, también han amplificado mediante PCR secuencias
concretas para confirmar algunos de estos datos de secuenciación. Buscaron
mediante PCR secuencias de genes de virulencia bacteriana entre las secuencias
de estos fagos. Encontraron genes de resistencia al antibiótico cloranfenicol y
factores de virulencia. Esto confirma que los fagos son un reservorios o
almacén de genes de resistencia a antibióticos. Confirma que la evolución y
dispersión de estos genes de resistencia comenzó mucho antes del uso de los
antibióticos: los antibióticos son sustancias naturales producidas por las
bacterias y hongos principalmente del suelo y la evolución y diseminación de
los genes de resistencia a los antibióticos comenzó mucho antes de su uso por
el ser humano.

Al comparar los virus del coprolito fosilizado con los de
muestras (heces) humanas modernas demostraron que el conjunto de virus del
coprolito de la Edad Media es funcionalmente más diverso y más rico en genes de
virulencia bacteriana que los actuales.

La cantidad de información que se puede sacar de un
coprolito fosilizado!

Appelt, S., et al. (2014). Viruses in a 14th-Century Coprolite Applied and Environmental Microbiology, 80 (9), 2648-2655 DOI: 10.1128/AEM.03242-13

La contaminación de la atmósfera es un problema muy serio de
salud pública. Ciudades como Pekín, con más de 20 millones de personas todas
bien junticas, han tenido episodios de niveles de polución ambiental tan
severos que incluso las autoridades han recomendado que niños y ancianos
permanezcan en sus casas durante algunos días. Ese aire que respiramos está
contaminado con cientos de sustancias químicas tóxicas, pero ¿qué microbios
inhalamos esos días que hay una densa y sospechosa niebla de contaminación
atmosférica?

 Hasta ahora para conocer qué microbios había en el aire se
tomaban muestras de aire, se filtraban y se cultivaban, pero este método no
permite detectar todos los microbios presentes en la atmósfera, porque muchos
no son cultivables y no crecen en los medios de cultivo. Ahora, investigadores
chinos han empleado técnicas de metagenómica (secuenciación masiva de todo el
DNA presente en la muestra) para analizar la composición microbiana del aire
que respiramos. Esta técnica nos permite incluso llegar a identificar los
microbios a nivel de especie, y  nos da
una idea de los microorganismos que inhalamos o respiramos.

Tomaron 14  muestras
de aire en Pekín durante siete días consecutivos, a lo largo de una semana de
enero de 2013, en el que la contaminación fue excepcionalmente alta. En algunos
días la contaminación del aire fue 20 veces superior al limite recomendado por
la OMS. Con unos filtros especiales obtuvieron las partículas y los microbios
del aire, extrajeron el DNA total de las muestras, lo secuenciaron y lo
compararon con las bases de datos.

Así, han identificado cerca de 1.300 especies de microbios
diferentes que están en el aire los días de mayor contaminación. La mayoría de
los microbios son bacterias, arqueas y hongos asociados al suelo y que no son
patógenos para el hombre. También detectaron virus con genoma DNA. La bacteria
más frecuente de todas fue Geodermatophilus
obscurus, que se encuentra normalmente en el suelo. También se encontraron
algunos microbios que aparecen normalmente en las heces. Quizá el hecho de que
en Pekín hay muy poca vegetación, mucho suelo expuesto y muchos sitios en construcción
pudo influir en estos resultados. 

Aunque en mucha menor proporción también se encontraron  algunos microbios patógenos como Streptococcus pneumoniae, que puede
llegar a causar neumonía, Aspergillus fumigatus, un hongo que está
relacionado con las alergias y adenovirus humanos. Además, la frecuencia de estos
patógenos aumentó 2-4 veces en los días con mayor polución, lo que puede ser un
problema serio para los grupos más vulnerables, como personas mayores o con el
sistema inmune más debilitado.

Puede sorprender que en este análisis no se detectaron virus
que frecuentemente se trasmiten por el aire, como los rinovirus que causan
catarros o virus de la gripe. La razón es que estos virus tiene su genoma del
tipo RNA y la técnica empleada no permitía obtener suficiente muestras de RNA
para analizar. Este trabajo puede ser muy interesante repetirlo en otros
ambientes como los hospitales, donde la preocupación de que haya patógenos que
se trasmiten por el aire es muy grande.

Conclusión: en esos días de mucha niebla densa debida a la
polución y contaminación ambiental puedes respirar microbios, la mayoría
bacterias y hongos que normalmente están en el suelo y no son patógenos, otros
que se encuentran frecuentemente en las heces (0_0) y algunos, muy pocos, que
pueden causar enfermedades o alergias.

Cao C, et al. (2014). Inhalable Microorganisms in Beijing’s PM2.5 and PM10 Pollutants during a Severe Smog Event. Environmental science & technology, 48 (3), 1499-507 PMID: 24456276

Las bacterias del grupo actinobacter son muy frecuente en
los suelos y en los ambientes marinos. Microbiólogos colegas, dirigidos por el
Prof. Rodríguez-Valera, han descubierto un grupo de actinobacterias en el
Mediterráneo con dos nuevas características que han sorprendido a la comunidad
científica. Por un lado, la peculiaridad de su genoma (su DNA) que contiene una
cantidad muy baja (33%) de dos de sus componente esenciales, la guanina y la
citosina, una de las más bajas entre las bacterias. Y la otra propiedad es que
son las bacterias de tamaño más pequeño hasta ahora descritas.

Los autores han tomado muestras de una zona del
Mediterráneo, de una profundidad donde se concentra la mayoría de la actividad
fotosintética de los microorganismos del plancton. Mediante técnicas de metagenómica
(secuenciación masiva y análisis de todo el DNA presente en la muestra) han
detectado trocitos de DNA con una cantidad de guanina y citosina muy baja y similares
a bacterias del grupo actinobacter. Pero al comparar esas secuencias de DNA han
descubierto que se trata de un nuevo tipo de actinobacterias. Estas bacterias
no se pueden cultivar en el laboratorio, por lo que los autores diseñaron unas sondas
específica para detectar o “pescar” este nuevo tipo de actinobacter en las muestras.
Así, han demostrado que los nuevos actinobacter son de forma esférica y de un
tamaño muy pequeñito, con un volumen estimado de 0,013 micras cúbicas (1.000
micras son 1 milímetro). También han demostrado que su genoma es muy pequeño,
menos de 1.000 Kb. Se trata por tanto de la bacteria más pequeña hasta ahora
descrita, más pequeña incluso que Candidatus
Pelagibacter ubique, una de las bacterias más abundantes del planeta, también
marina y que hasta ahora tenía el record de ser la más pequeñita.

A este nuevo grupo le han denominado Candidatus Actinomarinidae. Aunque sean pequeñas son muy
abundantes, estiman que estas bacterias representan hasta el 4% del total de
células del plancton marino, y además su distribución geográfica también es muy
extensa: la han descrito por primera vez en muestras del mar Mediterráneo pero las
detectan en muchos otros lugares, del Pacífico al Atlántico, en zonas
tropicales y templadas, pero no en zonas polares. Por su abundancia y extensión
por gran parte de los ecosistemas marinos, este grupo de pequeñas bacterias
deben de tener un papel muy importante en el ciclo global del carbono y en el
mantenimiento de equilibrio ecológico en el planeta. Uno de los retos pendientes
sería poder cultivar en el laboratorio estas bacterias y estudiar cómo es
posible el mantenimiento de un ser vivo de vida libre con un genoma tan
pequeño.

NOTA: Carsonella
ruddii es la bacteria con el genoma más pequeño que se conoce, tan solo 160
Kb.. Esta bacteria carece de algunos genes esenciales para la vida, por eso
solo es capaz de vivir como endosimbionte en el interior de los psílidos, unos
pequeños insectos que se alimentan de plantas.

Ghai R, et al. (2013). Metagenomics uncovers a new group of low GC and ultra-small marine Actinobacteria Scientific Reports, 3 DOI: 10.1038/srep02471

Nakabachi, A., et al. (2006). The 160-kilobase genome of the bacterial endosymbiont Carsonella. Science, 314 (5797) DOI: 10.1126/science.1134196

No se si sabes que además de librerías con libros,
los biólogos moleculares también son capaces de hacer librerías con genes.
Podemos tener todos los genes de un ser vivo (en nuestro caso de un
microorganismo) perfectamente guardaditos y clasificados en “estanterías” o
clones individuales.

Las librerías metagenómicas
son librerías de genes construidas con todo el ADN que se obtiene de una
muestra ambiental. Su mayor ventaja es que permiten obtener una inmensa
cantidad de información genética independientemente de nuestra capacidad de
cultivar los microorganismos presentes en la muestra. La identificación de los
genes se hace por secuenciación masiva y comparación con las bases de datos.

Buscar una gen concreto en un banco o librería de genes

puede ser tan difícil como encontrar una aguja en un pajar.

Estas librerías metagenómicas también se pueden
analizar desde un punto de vista funcional, es decir, identificando la función
de los genes, en vez de su secuencia de ADN. Esto se puede hacer analizando las
nuevas funciones (nuevos fenotipos) que confieren las secuencias genómicas de
la librería en otra bacteria huésped. Sin embargo, una limitación importante de
esta estrategia es que la detección de la función depende de la eficacia de la
expresión de los genes clonados en la bacteria huésped. Dicho de otro modo, si
el gen no se expresa, no lo “vemos”. De hecho, se ha demostrado que la mayoría
de los genes normalmente no se expresan en una bacteria huésped.

En un original trabajo publicado en Scientific
Reports se describe un nuevo método para
mejorar el análisis funcional de las librerías metagenómicas. Para ello, los
autores han construido unos vectores y cepas bacterianas que combinan el empleo
de E. coli como cepa huésped
especializada para la transcripción de ADN metagenómico, con dos nuevos
vectores de expresión que incorporan componentes genéticos virales. Uno de
ellos se basa en la ARN-polimerasa del bacteriófago T7 que no reconoce la
mayoría de las señales de terminación de la transcripción bacteriana. El otro
sistema de expresión se basa en el empleo de la proteína N anti-terminación del
bacteriófago lambda combinado con un sistema regulador bacteriano
inducible. Un poco complejo, pero muy original.

El trabajo incluye también un «prueba de
concepto» del nuevo sistema. Para ello, han construido una librería
metagenómica extrayendo el ADN total de una muestra tomada de la costa de Punta
San García (Cádiz) contaminada con petróleo por un vertido. El objetivo era
encontrar genes relacionados con la resistencia al antibiótico beta-lactámico
carbenicilina. De aproximadamente unos 54.000 clones que formaban la librería,
sólo seis de ellos portaban genes que conferían resistencia a dicho
antibiótico. La secuenciación de estos seis clones seleccionados demostró la
existencia de genes que llevan la información para la síntesis de enzimas beta-lactamasas
(que rompen el antibiótico) o bombas tipo efflux
(que lo expulsan hacia el exterior), responsables ambos de la resistencia al
antibiótico carbenicilina. Los resultados por tanto demuestran la validez del
nuevo sistema de expresión.

Esta tecnología de metagenómica funcional es una
herramienta muy poderosa que puede permitir descubrir nuevos productos naturales
y enzimas de interés biotecnológico.

Terrón-González, L., et al. (2013). Heterologous viral expression systems in fosmid vectors increase the functional analysis potential of metagenomic libraries Scientific Reports, 3 DOI: 10.1038/srep01107

En primer lugar se descartaron los
virus comunes en el ganado que causan síntomas similares como los de la fiebre
aftosa, lengua azul, herpes,… Puesto que no era ninguno de ellos, decidieron
realizar un estudio metagenómico que
consiste en la secuenciación masiva de todos los genomas presentes en la
muestra y posterior análisis bioinformático. Para ello, tomaron tres muestras
de sangre de animales enfermos y secuenciaron todo el ADN presente. Detectaron
miles de secuencias de genomas de eucariotas, bacterias y virus. Tras el
análisis bioinformático concluyeron la presencia de un nuevo virus perteneciente
al grupo de los Bunyavirus, que denominaron provisionalmente virus Schmallenberg,
por ser el nombre de la granja de donde procede la primera muestra que dio
positivo para este nuevo virus.

 Los Bunyavirus son virus con
envoltura y genoma del tipo ARN monocatenario de sentido negativo, dividido en
tres segmentos: S, M y L. 

Los Bunyavirus se transmiten por picaduras de
insectos (artrópodos),

 y por eso se incluyen dentro de los arbovirus (arthropod borne virus).
Recientemente se han  obtenido las
primeras imágenes de microscopía electrónica del virus Schmallenberg.

Los investigadores han desarrollado
un método de detección específico para este nuevo virus basado en una técnica
de amplificación génica por PCR (RT-qPCR). Mediante este test se ha detectado
la presencia del virus en el ganado (ovejas, vacas y cabras) también en los
Países Bajos, Bélgica, Francia, Inglaterra, Italia, Luxemburgo y recientemente en
España (el 14 de marzo en Córdoba), y ya ha sido reconocido oficialmente por
las autoridades de la Comisión Europea.

Esta distribución del virus no quiere
decir que la infección necesariamente comenzó en Alemania y se ha ido extendiendo
por toda Europa, sino que lo más probable es que el virus se ha descubierto por primera
vez allí y al aplicar la nueva tecnología de detección se comprueba que está
distribuido por muchos países y es más común de lo que se podría creer.

Respecto a la transmisión del virus,
se ha visto que puede ocurrir a través de la picadura de mosquitos, así como
por vía transplacentaria. Debido al aumento de estos insectos durante los meses
de verano y otoño, se espera una mayor transmisión en esa época, aunque
dependerá de la temperatura, ya que por debajo de 10-15º C el virus es inactivo.

Aunque su primera detección ha sido
por técnicas genómicas, el virus se ha podido aislar y multiplicar en cultivo
celular. Además, siguiendo los clásicos postulados de Koch, la enfermedad se ha reproducido al inocular animales sanos con el
virus. Se espera obtener una vacuna en los próximos dos años. Hasta el momento
no se ha producido ninguna enfermedad en humanos debida a este virus. Otros
virus genéticamente muy similares no han causado enfermedad humana, por lo que
es poco probable que el virus Schmallenberg la cause. Sin embargo, no se puede
excluir totalmente esta posibilidad, por lo que se ha recomendado tomar precauciones a las
personas que estén en contacto con el ganado.

El caso del virus Schmallenberg es
un ejemplo de la posibilidad de emplear la secuenciación directa de los genomas
para detectar patógenos emergentes, sin necesidad de cultivarlos. Un ejemplo de
que la metagenómica supone un cambio de rumbo de la microbiología.

Este post ha sido realizado por María
Villalba,

Aldara Freitas e Irati Garmendia, alumnas de la asignatura de Virologíade la Facultad de Ciencias

de
la Universidad de Navarra.

Novel
Orthobunyavirus in cattle, Europe, 2001. Hoffmann, B., et al. Emerg Infect Dis 2012,
18 (3).

doi:10.3201/eid1803.111905