Un pequeño cambio genético en la bacteria de la peste cambió la historia humana

Mientras estudiaba 'Yersinia pestis', la bacteria responsable de las epidemias de peste, conocida como 'la Muerte Negra', Wyndham Lathem, profesor asistente de Microbiología-Inmunología en la Escuela de Medicina Feinberg de la Universidad de Northwestern, en Estados Unidos, encontró que solo un pequeño cambio genético influyó fundamentalmente en la evolución del patógeno mortal y en la historia humana.

En un artículo publicado en 'Nature Communications', Lathem y el primer autor Daniel Zimbler, científico en Feinberg, demostraron cómo la adquisición de un solo gen provocó el desplazamiento de 'Y. Pestis' de causar principalmente una infección gastrointestinal a enfermedades respiratorias más graves y a menudo fatales. De este modo, mostraron cómo más modificaciones posteriores de este gen acentuaron las infecciones asociadas con la peste bubónica.

'Nuestros hallazgos demuestran cómo 'Y. Pestis' tenía la capacidad de causar una enfermedad respiratoria grave muy precoz en su evolución. Esta investigación nos ayuda a comprender mejor cómo las bacterias pueden adaptarse a los nuevos entornos del huésped para causar la enfermedad mediante la adquisición de pequeños fragmentos de ADN', detalla Lathem.

El equipo examinó cepas ancestrales de las bacterias en modelos experimentales para aprender cuando 'Y. Pestis' ganó la capacidad de infectar los pulmones y causar la forma grave de la enfermedad conocida como la peste neumónica.

En la más ancestral de toda las cepas 'Y. Pestis' actualmente existentes, mostraron cómo las bacterias pueden colonizar con éxito los pulmones, pero no pudieron causar la enfermedad grave asociada con la peste neumónica. La mayor diferencia que hallaron entre esta cepa y cepas estrechamente relacionadas que podrían causar la peste neumónica era un gen para la proteína de superficie Pla.

Lathem propuso que la adquisición de la bacteria del gen Pla mejoró su capacidad de causar la infección en los pulmones y fue todo lo que esta cepa ancestral de 'Y. Pestis' necestió para producir una infección pulmonar fatal. Por ello, Lathem y su equipo insertaron el gen Pla en esta cepa para observar los cambios en la salud de los pulmones.

De esta forma, vieron que la cepa recién mutada había adquirido la capacidad de causar la infección respiratoria de forma idéntica a las cepas modernas de 'Y. Pestis' que la enfermedad causa hoy en día, lo que demuestra que el gen Pla era necesario para que 'Y. Pestis' infectara los pulmones. Además, encontraron que no se requirieron otros cambios en 'Y. Pestis', a pesar de que la bacteria ha seguido ganando y perdiendo genes durante los últimos miles de años.

El laboratorio también analizó las variaciones del gen Pla y descubrió que una sola modificación que sólo se encuentra en las cepas modernas de 'Y. Pestis' fue una adaptación fundamental para que las bacterias se propagaran en el cuerpo e infectaran los ganglios linfáticos, una forma de infección que causa la peste bubónica.

Según Lathem, la sorprendente conclusión de este aspecto del estudio es que, contrariamente a las ideas actuales en el campo, 'Y. Pestis' puede haber evolucionado por primera vez como un patógeno respiratorio antes de que pudiera causar la forma más común de la enfermedad, la peste bubónica.

Lathem considera que la nueva investigación puede explicar cómo 'Y. Pestis' pasó de causar brotes solamente localizados de la peste a la propagación de la pandemia de 'Y. Pestis' como la Plaga de Justiniano en el siglo VI y la Muerte Negra del siglo XIV.

'Nuestros datos sugieren que la inserción y luego la posterior mutación de Pla permitió la rápida evolución de nuevas cepas de la enfermedad -subraya  Lathem--. Esta información puede mostrar cómo los nuevos patógenos respiratorios podrían surgir sólo con pequeños cambios genéticos'.