Indominus bacteria

En 1993, en Parque Jurásico, el Sr. ADN explicaba al mundo cómo reconstruir un dinosaurio utilizando ADN conservado en ámbar y ADN de rana para «rellenar los huecos». En 2015, en Jurassic World, InGen utilizaba ADN de diferentes especies, seleccionadas para aportar características concretas y crear un híbrido de diseño: el Indominus rex, algo así como un dino-Frankenstein transgénico. Aunque parezca fantasía, algo parecido ocurre en el mundo microbiano, aunque de manera natural, y no tan espectacular: la transferencia génica horizontal, es la transferencia de fragmentos de ADN desde una célula (o sus restos) a otra que no es su descendiente, y que incluso puede ser de otra especie, pero lo incorpora a su propio genoma y se convierte en un híbrido, que, ahora sí, transmite el genoma híbrido a su descendencia.

Un ejemplo bien conocido es la transferencia de genes de resistencia a antibióticos, de la que ya hemos hablado en numerosas ocasiones. También tuvo mucha repercusión mediática el “coli del pepino”, en el que la transferencia de un fragmento de ADN transformó la cepa enteroagregante O104:H4 de Escherichia coli en enterohemorrágica, convirtiéndose en un patógeno muy virulento, incluso mortal.

Menos notorio es el caso del clon ST258 de Klebsiella pneumoniae, el principal responsable de la diseminación global de la carbapenemasa KPC, que es un híbrido de otros dos clones: un 80% del clon ST11  y un 20% del clon ST442. En este caso lo que ha ocurrido es que en una célula del clon ST11 se ha reemplazado un fragmento del genoma por un fragmento enorme (de 1,1 Mbp, millones de pares de bases) del genoma del clon ST442. Posteriormente, en una célula de ST258 se produce otro reemplazamiento, éste de un fragmento más pequeño (unas 50 Kb, 50.000 pares de bases) conteniendo los genes de síntesis de la cápsula de un tercer clon llamado ST42, y generando un nuevo sublinaje dentro de ST258. La cápsula es una capa de polisacáridos que rodea a la célula y que es la parte visible para nuestro sistema inmunológico, está por lo tanto sometida a una intensa presión selectiva que favorece la diversificación. Desde el punto de vista del sistema inmunológico los dos linajes de ST258 no se parecen a ST11, sino a ST442 y ST42 respectivamente

Un caso diferente nos lo ofrece un reciente estudio de tres cepas de Listeria monocytogenes procedentes de brotes de listeriosis en ganado caprino de la provincia de Jiangsu, al norte de Shangai. L. monocytogenes es un bacilo grampositivo ambiental que tiene capacidad para colonizar o infectar al ganado, y es responsable de muchos casos de infecciones alimentarias, listeriosis, que pueden llegar a ser muy graves (como nos ha recordado el reciente brote en Andalucía). A los investigadores les sorprendió la extrema virulencia que mostraban estas tres cepas en los ensayos de laboratorio, muy por encima de la virulencia de las cepas previamente conocidas. El análisis de sus genomas mostró que las tres estaban muy estrechamente relacionadas entre sí y se diferenciaban de los cuatro linajes conocidos. Pero lo más interesante es que se identificaron hasta setenta regiones no contiguas en sus genomas que proceden de otros linajes de L. monocytogenes, o incluso de otras especies de Listeria. Además, los investigadores pudieron localizar en algunas de estas regiones los mecanismos responsables de la extrema virulencia de este clon. A diferencia de los otros casos que hemos comentado, en los que se identificaron uno o dos eventos de transferencia génica horizontal, setenta regiones no contiguas significan setenta sucesos independientes. A lo largo de su historia esta estirpe ha coexistido con otras y ha captado fragmentos de ADN de diferentes orígenes. Las sucesivas adquisiciones genéticas han sido filtradas por la selección natural en un entorno variable (el medio externo, el ganado, los pastores), y han producido una cepa hipervirulenta, altamente invasiva, capaz de evadir al sistema inmunológico y de producir una elevada mortalidad en los modelos de laboratorio. Aunque no lo ha producido ni un científico loco ni una empresa sedienta de beneficios sino un proceso evolutivo natural, lo que quiere decir que puede haber muchos otros Indominus bacterianos aún por descubrir.

REFERENCIAS

Yin et al. A hybrid sub-lineage of Listeria monocytogenes comprising hypervirulent isolates. Nat Commun. 2019;10(1):4283. doi: 10.1038/s41467-019-12072-1.

Chen et al. Epidemic Klebsiella pneumoniae ST258 is a hybrid strain. MBio. 2014;5(3):e01355-14. doi:10.1128/mBio.01355-14.