El equipo de investigadores. Fuente: UV.
Investigadores de la Universitat de València y de la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunidad Valenciana (Fisabio) afirman, en un artículo publicado en Nature Genetics, que los brotes de legionela de Alcoy (Alicante) del periodo 1999-2010 podrían tener múltiples fuentes.
Los investigadores han descubierto que en algunos de los brotes estudiados existía más de una cepa y que las diferencias genéticas entre estas cepas son tales que permiten pensar que existen diferentes fuentes para un mismo brote.
Los científicos Leonor Sánchez-Busó, Iñaki Comas y Fernando González-Candelas de la Unidad Mixta Infección y Salud Pública del Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva de la Universitat de València y de Fisabio, con la colaboración de Guillermo Jorques, epidemiólogo del Centro de Salud Pública de Alcoy, han hecho un análisis genómico de las cepas de Legionella pneumophila de 13 brotes de los 18 producidos en Alcoy en 1999-2010.
Legionella pneumophila es un patógeno estrictamente ambiental, una bacteria oportunista que habita los ambientes acuáticos y del suelo, se extiende por el aire y puede infectar a los humanos con ciertas características de susceptibilidad, como las personas mayores de 65 años, con problemas respiratorios o fumadores, entre otros.
L. pneumophila es el agente causante de la enfermedad de la legionelosis, una forma de neumonía, y de la fiebre de Pontiac, pero que no se transmite de persona a persona. Desde la primera identificación de esta bacteria como un patógeno humano, los brotes de legionelosis han sido recurrentes en muchos países.
Novedad
La novedad de esta investigación radica en que es la primera vez que se puede realizar esta técnica con una bacteria ambiental, ya que no existen estudios similares en otros organismos ambientales debido a la dificultad de estudiar los aislados durante un período de tiempo tan largo. Sí que existen precedentes sobre bacterias patógenas transmitidas entre humanos, pero no en el caso de una bacteria ambiental como la Legionella que no se transmite de humano a humano, sino que la infección se produce por el ambiente.
La investigadora Leonor Sánchez-Busó reclama en la nota de prensa de la Universidad la necesidad de entender bien cómo se producen los brotes de Legionella para poder controlarlos y, por tanto, de disponer de la máxima información posible, incluida la genética, que es la que nos permitirá conocer cómo evoluciona la bacteria a nivel individual y poblacional.
Las mutaciones son la máxima fuente de variación genética, pero no todas las variantes encontradas son el resultado de mutaciones estructurales o puntuales. Las bacterias han desarrollado estrategias específicas para incorporar e intercambiar genes y segmentos de plásmido de fuentes externas. Los procesos de transmisión no vertical permiten a los microorganismos adquirir nuevos genes o variantes que proporcionan nuevas adaptaciones como la resistencia a presiones ambientales y a los antibióticos tanto a corto como a largo plazo.
“El tipo ST578 de L. pneumophila ha causado brotes durante más de 10 años en Alcoy, y en este estudio, basado en un análisis de secuenciación masiva, hemos conseguido ver que algunos de los brotes no han sido causados por una única fuente biológica. Los resultados muestran que la evolución de esta población de ST578 se ha visto fomentada por la introducción de una variante con el mismo perfil, desde fuentes externas de la red de distribución de agua de la ciudad. Todo ello se ha producido a pesar del considerable éxito conseguido por las medidas de prevención y control llevadas a cabo por las autoridades sanitarias que contribuyeron a la ausencia de brotes entre el 2006 y el 2009", explica Sánchez-Busó.
Los investigadores han descubierto que en algunos de los brotes estudiados existía más de una cepa y que las diferencias genéticas entre estas cepas son tales que permiten pensar que existen diferentes fuentes para un mismo brote.
Los científicos Leonor Sánchez-Busó, Iñaki Comas y Fernando González-Candelas de la Unidad Mixta Infección y Salud Pública del Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva de la Universitat de València y de Fisabio, con la colaboración de Guillermo Jorques, epidemiólogo del Centro de Salud Pública de Alcoy, han hecho un análisis genómico de las cepas de Legionella pneumophila de 13 brotes de los 18 producidos en Alcoy en 1999-2010.
Legionella pneumophila es un patógeno estrictamente ambiental, una bacteria oportunista que habita los ambientes acuáticos y del suelo, se extiende por el aire y puede infectar a los humanos con ciertas características de susceptibilidad, como las personas mayores de 65 años, con problemas respiratorios o fumadores, entre otros.
L. pneumophila es el agente causante de la enfermedad de la legionelosis, una forma de neumonía, y de la fiebre de Pontiac, pero que no se transmite de persona a persona. Desde la primera identificación de esta bacteria como un patógeno humano, los brotes de legionelosis han sido recurrentes en muchos países.
Novedad
La novedad de esta investigación radica en que es la primera vez que se puede realizar esta técnica con una bacteria ambiental, ya que no existen estudios similares en otros organismos ambientales debido a la dificultad de estudiar los aislados durante un período de tiempo tan largo. Sí que existen precedentes sobre bacterias patógenas transmitidas entre humanos, pero no en el caso de una bacteria ambiental como la Legionella que no se transmite de humano a humano, sino que la infección se produce por el ambiente.
La investigadora Leonor Sánchez-Busó reclama en la nota de prensa de la Universidad la necesidad de entender bien cómo se producen los brotes de Legionella para poder controlarlos y, por tanto, de disponer de la máxima información posible, incluida la genética, que es la que nos permitirá conocer cómo evoluciona la bacteria a nivel individual y poblacional.
Las mutaciones son la máxima fuente de variación genética, pero no todas las variantes encontradas son el resultado de mutaciones estructurales o puntuales. Las bacterias han desarrollado estrategias específicas para incorporar e intercambiar genes y segmentos de plásmido de fuentes externas. Los procesos de transmisión no vertical permiten a los microorganismos adquirir nuevos genes o variantes que proporcionan nuevas adaptaciones como la resistencia a presiones ambientales y a los antibióticos tanto a corto como a largo plazo.
“El tipo ST578 de L. pneumophila ha causado brotes durante más de 10 años en Alcoy, y en este estudio, basado en un análisis de secuenciación masiva, hemos conseguido ver que algunos de los brotes no han sido causados por una única fuente biológica. Los resultados muestran que la evolución de esta población de ST578 se ha visto fomentada por la introducción de una variante con el mismo perfil, desde fuentes externas de la red de distribución de agua de la ciudad. Todo ello se ha producido a pesar del considerable éxito conseguido por las medidas de prevención y control llevadas a cabo por las autoridades sanitarias que contribuyeron a la ausencia de brotes entre el 2006 y el 2009", explica Sánchez-Busó.
Rápida evolución
Se ha podido comprobar que L. pneumophila ha evolucionado de una manera muy rápida en el período analizado (1999-2010) por el intercambio de genes con otras cepas de Legionella.
Se han producido diversos fenómenos de recombinación entre ellas, unos intercambios de material genético que son los responsables del 98% de los cambios genéticos observados. Además, estos cambios se han producido en un muy breve período de tiempo para estos tipos de procesos.
Cabe remarcar que estas recombinaciones no afectan a la resistencia de la Legionella ya que no se trata de una bacteria resistente y los pacientes infectados responden bien al tratamiento médico.
La legionela no se puede evitar ni eliminar, pero sí evitar el riesgo y controlarla si se dispone de la información necesaria. El estudio realizado durante un año ha demostrado que con la tecnología aplicada por los científicos, se dispone de las herramientas necesarias para realizar en solo dos días la investigación genómica de todo un brote en el momento en que está produciéndose, mientras que el proceso de incubación de la legionela es de dos semanas.
Sánchez-Busó afirma que “este es el primer trabajo de alto impacto que muestra la estructura genética real de los brotes de legionelosis, y nos permite ver que la aplicación de las técnicas de secuenciación masiva al estudio de estos brotes debería aplicarse no solo de forma retrospectiva, sino en tiempo real para poder identificar y controlar las fuentes de los brotes cuando estos están produciéndose, así como también para predecir el riesgo a corto y largo plazo".
Se ha podido comprobar que L. pneumophila ha evolucionado de una manera muy rápida en el período analizado (1999-2010) por el intercambio de genes con otras cepas de Legionella.
Se han producido diversos fenómenos de recombinación entre ellas, unos intercambios de material genético que son los responsables del 98% de los cambios genéticos observados. Además, estos cambios se han producido en un muy breve período de tiempo para estos tipos de procesos.
Cabe remarcar que estas recombinaciones no afectan a la resistencia de la Legionella ya que no se trata de una bacteria resistente y los pacientes infectados responden bien al tratamiento médico.
La legionela no se puede evitar ni eliminar, pero sí evitar el riesgo y controlarla si se dispone de la información necesaria. El estudio realizado durante un año ha demostrado que con la tecnología aplicada por los científicos, se dispone de las herramientas necesarias para realizar en solo dos días la investigación genómica de todo un brote en el momento en que está produciéndose, mientras que el proceso de incubación de la legionela es de dos semanas.
Sánchez-Busó afirma que “este es el primer trabajo de alto impacto que muestra la estructura genética real de los brotes de legionelosis, y nos permite ver que la aplicación de las técnicas de secuenciación masiva al estudio de estos brotes debería aplicarse no solo de forma retrospectiva, sino en tiempo real para poder identificar y controlar las fuentes de los brotes cuando estos están produciéndose, así como también para predecir el riesgo a corto y largo plazo".
Referencia bibliográfica:
Leonor Sánchez-Busó, Iñaki Comas, Fernando González-Candelas, Guillermo Jorques. Recombination drives genome evolution in outbreak-related Legionella pneumophila isolates. Nature Genetics (2014). DOI:10.1038/ng.3114.
Leonor Sánchez-Busó, Iñaki Comas, Fernando González-Candelas, Guillermo Jorques. Recombination drives genome evolution in outbreak-related Legionella pneumophila isolates. Nature Genetics (2014). DOI:10.1038/ng.3114.