Un equipo multidisciplinar de investigadores estadounidenses de Mount Sinai desvelan en Nature Microbiology su descubrimiento, en el campo de la epigenética, sobre el agente patógeno Clostridium difficile que infecta a medio millón de personas cada año.
Provoca diarrea severa y acaba con la vida del 10% de los mayores de 65 años infectados por ella. Las esporas de la bacteria, que se propagan a través de las heces, son extremadamente resistentes y pueden sobrevivir fuera del cuerpo durante semanas o meses, infectando a las personas que entran en contacto con superficies contaminadas.
Dado que la infección es tan común y devastadora, el genoma de Clostridium difficile ha sido bien estudiado, pero el profesor Gang Fang, del Instituto Icahn de Mount Sinai y autor principal del estudio, dice que adoptó un enfoque diferente en su investigación. «Queríamos estudiar más allá del código genético de la bacteria y ver qué modificaciones químicas se hacían en el genoma», explica Fang.
Si bien estas modificaciones químicas epigenéticas (metilación) no alteran la secuencia de un gen, pueden modificar la actividad de un gen en particular para que sea más o menos activo que, en opinión de este investigador, “tiene profundos impactos en la función del organismo”.
Epigenética de ‘Clostridium difficile’
En el año 2012, el equipo de Fang fue pionero en el uso de la secuenciación del ácido desoxirribonucleico (ADN) de tercera generación para mapear factores epigenéticos en bacterias.
Tres años después, comenzó a estudiar la epigenética de Clostridium difficile. Primero, el equipo aisló la bacteria de muestras fecales de 36 pacientes en la unidad de cuidados intensivos del Hospital Mount Sinai.
Analizaron las muestras y encontraron un patrón epigenético particular que estaba altamente conservado en todas ellas. Luego, verificaron alrededor de 300 genomas de Clostridium difficile de un banco de datos de secuencias genéticas administradas por los Institutos Nacionales de Salud (GenBank) y descubrieron que todos compartían el mismo gen responsable del patrón epigenético encontrado en los pacientes de cuidados intensivos.
En su labor detectivesca, Fang sospechó que este patrón epigenético desempeñaba un papel crucial en la función de la bacteria. Así, colaboró en dos estudios adicionales de esporulación de Clostridium difficile y ratones infectados con la bacteria, con el laboratorio de la profesora Aimee Shen, experta en Biología Molecular y Microbiología de la Universidad de Tufts y coautora principal del estudio.
Colaboración multidisciplinar
También participó el laboratorio de la profesora Rita Tamayo, especialista en Microbiología e Inmunología de la Universidad de Carolina del Norte, en Chapel Hill.
En un estudio con ratones, los investigadores descubrieron que cuando inhibían el gen responsable del patrón epigenético, había hasta 100 veces menos bacterias después de seis días, en comparación con las no alteradas.
Estos investigadores subrayan la importancia de la epigenética en el estudio de las bacterias. «Esperamos que este descubrimiento aliente nuevas colaboraciones interdisciplinarias para investigar la epigenética de las bacterias y cómo podemos utilizar estos nuevos conocimientos para desarrollar tratamientos que salven vidas«, concluye Fang.