Los bacteriófagos, virus que infectan y parasitan las bacterias, pueden transferir ADN de una bacteria a otra a través de un proceso conocido como transducción genética. Se cree que este es el principal medio por el cual las bacterias evolucionan y adquieren la resistencia a los antibióticos.
Durante más de 60 años sólo se han reconocido dos mecanismos de transducción genética: la generalizada y la especializada; pero un grupo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur y la Universidad de Glasgow, identificó un nuevo mecanismo mediante el cual los bacteriófagos, también llamados fagos, pueden contribuir a la propagación de la resistencia a los medicamentos entre las bacterias.
Eficiente intercambio de material genético
La información ayudará a los científicos a comprender mejor cómo las superbacterias pueden evolucionar rápidamente y volverse cada vez más resistentes a los antibióticos.
La capacidad de las bacterias para adaptarse a nuevos entornos y desarrollar resistencia a los antibióticos está relacionada con la facilidad con la que se puede producir un intercambio de material genético entre bacterias de diferentes especies.
En este sentido, los investigadores encontraron que el mecanismo recién descubierto, llamado transducción lateral, ocurre con una frecuencia mil veces mayor y permite el intercambio de porciones significativas de los cromosomas bacterianos entre las bacterias.
Con el estudio, centrado en la bacteria Staphylococcus aureus, los científicos pudieron demostrar que este nuevo método natural de transducción, es mucho más eficiente que la transducción generalizada, el método más eficaz hasta ahora conocido.
El proceso de mayor impacto en la evolución de las bacterias
Debido a esta eficiencia, los científicos especulan que es probable que la transducción lateral sea el tipo de transducción de mayor impacto en el proceso evolutivo de las bacterias y en consecuencia, el de mayor incidencia en el desarrollo de resistencia a los fármacos.
El investigador José R. Penadés, profesor en el Instituto de Infección, Inmunidad e Inflamación de la Universidad de Glasgow y coautor del estudio, manifestó:
“Este es un descubrimiento increíblemente emocionante y significativo. Hemos podido mostrar una nueva forma en que las bacterias evolucionan. Con el aumento de la aparición de las superbacterias, la importancia de comprender los mecanismos para la evolución bacteriana nunca ha sido tan importante.”
La transducción lateral es un proceso completamente natural y los investigadores creen que también ocurre en otras bacterias además de Staphylococcus aureus. Esto es un cambio de juego en términos de la forma en que se entiende la evolución bacteriana.
Moviendo secciones completas
Los investigadores explican que en términos de eficiencia, la transducción lateral es única. Son tantos los genes que se transfieren en el proceso, que los científicos han teorizado que secciones completas del cromosoma bacteriano se están movilizando a otras bacterias al mismo tiempo, lo que podría ayudar a explicar el rápido ritmo al que las superbacterias pueden evolucionar.
Esta investigación desafía el pensamiento científico actual en esta área, que asume que sólo los elementos genéticos móviles, y no los cromosomas bacterianos, pueden transferirse a altas frecuencias.
Ahora los científicos creen que la transducción lateral tiene el poder de mover secciones completas del cromosoma bacteriano, incluidas secciones especialmente mortales llamadas islas patógenas, las cuales son responsables de la virulencia y la resistencia a los antibióticos.
Los autores del estudio están de acuerdo en que la transducción lateral debe investigarse en mayor profundidad, razón por la que planean examinar más especies bacterianas y buscar evidencia de que la transducción lateral ocurre en ambientes naturales.
Referencia: Genome hypermobility by lateral transduction. Science, 2018. https://doi.org/10.1126/science.aat5867