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jueves, 29 de enero de 2009

Unir para destruir



La bacteria Gram positiva Streptococcus pneumoniae al microscopio electrónico




Streptococcus pneumoniae es uno de los patógenos más fastidiosos con los que tiene que enfrentarse la humanidad. Su nombre de pila es neumococo y nos dice que es uno de los muchos microorganismos que producen neumonía. Pero su infección también puede causar otras enfermedades, sobre todo en niños y ancianos. Entre ellas están algunas como sinusitis, otitis media, bacteriemia o incluso meningitis.


Actualmente el neumococo es el causante de 1,6 millones de muertes en todo el mundo cada año. Se está intentando desarrollar vacunas, pero la cosa no es nada fácil. El motivo es que el neumococo está rodeado de una cápsula polisacarídica. Esta cápsula es como una armadura que defiende al neumococo de los ataques de las células de nuestro sistema inmune. Normalmente, las vacunas se diseñan contra los componentes de esas cápsulas. Así nuestro sistema inmune reconoce mejor sus puntos débiles y puede destruir a la bacteria. Lo malo es que el fondo de armario del neumococo no tiene nada que envidiar al de nuestra actual vicepresidenta. Se han descrito 91 tipos distintos de cápsulas, por lo que nos podemos hacer una idea de lo difícil que es diseñar una vacuna que sea efectiva contra esas 91 armaduras.


Otra forma de combatir al neumococo es mediante el uso de antibióticos. La aparición de estas sustancias en la segunda mitad del siglo pasado permitió una lucha efectiva contra las infecciones causadas por dicha bacteria. Desgraciadamente, el uso y abuso de los antibióticos ha producido la aparición de un gran número de cepas resistentes a los mismos. Es por ello que se está buscando con ahínco nuevas moléculas con potencial antibacteriano y para las que no sea fácil la aparición de resistencias.


Recientemente el equipo liderado por el profesor Jesús Sanz de la Universidad Miguel Hernández en colaboración con otros grupos europeos ha diseñado un tipo de moléculas que puede abrir un nuevo camino en la lucha contra el pneumococo. Y lo mejor es que precisamente no actúan sobre la armadura del neumococo, sino sobre lo que está debajo de ella.


Como se ha indicado más arriba, el neumococo es una bacteria Gram postiva. Eso quiere decir que la envoltura de la bacteria tiene la estructura siguiente: una membrana plasmática rodea al citoplasma (banda azul). A su vez la membrana es rodeada por una pared celular compuesta de peptidoglicano y ácidos teicoicos. Aunque el modelo biofísico de la pared de las bacterias aún está siendo dilucidado, podemos imaginarnos que una bacteria es como un edificio en el que la pared está hecha como si fuera hormigón armado y en ese caso el peptidoglicano es como una especie de cemento elástico y los ácidos teicoicos son como las varillas de acero que lo atraviesan y le dan su fortaleza. La cápsula de la que hemos hablado antes serían las placas de mármol o de aluminio que ponemos por fuera para embellecer al edificio.





En la parte de arriba se muestra un esquema de la envoltura del pneumococo. En azul oscuro se representa la membrana citoplasmática. Los hexágonos enlazados de azul claro sería el peptidoglicano. Las líneas verticales rojas y marrones segmentadas son los ácidos teicoicos y en verde se muestran la fosfocolina, lugar de unión de las CBP. En la parte de abajo se muestra la estructura del dominio de unión a colina de la amidasa LytA, la CBP mejor conocida (origen de la imagen).



El caso es que los ácidos teicoicos del neumococo están decorados con grupos de fosfocolina. Esos grupos le sirven a la bacteria para que se peguen una serie de Proteínas de Unión para Colina o CBP (Coline Binding Protein) que deben de realizar su función en el exterior de la célula. Siguiendo con la analogía del edificio, imaginemos que se necesita que unos operarios realicen tareas de mantenimiento externo de la fachada y para ello necesitan asegurarse a una serie de ganchos que se disponen en las barras de acero del hormigón armado. La fosfocolina serían esos ganchos. Evidentemente los operarios llevarían un mecanismo de anclaje a esos ganchos o bolsillos de unión a colina. Entre esas proteínas que cumplen su función en el exterior de la célula hay algunas implicadas en la finalización de la división celular, otras en la producción de toxinas y otras involucradas en la adherencia al hospedador.





Molécula de cloruro de colina



La idea desarrollada por el grupo de Jesús Sanz fue la siguiente. Si evitamos que esas proteínas CBP se unan a la fosfocolina de la pared celular no podrán cumplir su función y por lo tanto la bacteria no podrá dividirse, no podrá liberar toxinas y no podrá adherirse al hospedador. Una forma sencilla de comprobar dicha hipótesis es tomar un cultivo de neumococo y añadirle una gran cantidad de colina. Cuando se hace esto, las CBPs se unen a la colina que se ha añadido y no a la fosfocolina de la pared celular. Entonces las células no pueden separarse y forman largas cadenas y además dejan de producir toxinas.


Pero el problema es que la colina no puede ser usada terapéuticamente, al menos en las cantidades requeridas para producir dichos efectos si se lo administraramos a un paciente. Las CBPs tienen más afinidad por las fosfocolinas debido a que se presentan agrupadas en los ácidos teicoicos. Para resolver el problema los investigadores han diseñado un dendrímero, una molécula polimérica ramificada con forma de árbol, y que presenta una gran cantidad de sitios análogos a la colina en sus ramas y a los que las CBPs se unen. La estructura resultante mimetiza a la de los agrupamientos de fosfocolina de los ácidos teicocicos. Y las CBP's se unen con bastante afinidad a ellos. Tanto que dejan de cumplir su función para la célula. Y las concentraciones de uso son tan pequeñas que pueden ser utilizados como agentes terapéuticos





Estructura de los diferentes dendrímeros de poli(propileno imina) usados. Cada punto negro al final de las ramas es un grupo de colina (origen de la imagen) .




Pero lo mejor de la estrategia de usar estos dendrímeros como agentes antibacterianos es que es muy difícil que las bacterias puedan desarrollar resistencias frente a los mismos. La colina es parte del ácido teicoico y por ello es usada por muchas CBPs, luego la bacteria no puede sustituirla por otra cosa así como así. Es como si en los edificios tuvieran que cambiar los barrotes de acero del hormigón armado por barrotes de otro material. Tampoco pueden cambiar los dominios de unión a colina que se encuentran en las CBPs, porque en ese caso ya no se unirían a la fosfocolina de la pared y tampoco podrían cumplir su función. Los dendrímeros están engañando a las CBP's.






Efecto de la colina y de los dendrímeros en cultivos de neumococo. En el control se observan células normales y a su derecha el efecto de la colina. En las demás se indica el nombre de los diferentes dendrímeros mostrados en la figura anterior. Estos se usaron a concentraciones de 100 micromolar. En comparación la colina se uso a una concentración 500 veces superior (origen de la imagen).



Audio 1 y 2 en "El podcast del microbio"

lunes, 26 de enero de 2009

¿Humano? ¿Quién dijo humano?




El autor de la frase que da título a la entrada corresponde al cangrejo Sebastián, personaje de la película animada "La Sirenita". Pero ciertamente es una pregunta que cabe hacerse cuando uno contempla los recientes avances en genómica.

Hace unos 6 meses comentaba en el blog los esfuerzos que se están llevando a cabo por completar el Microbioma humano, el conjunto de genomas de todos los microorganismos presentes en un ser humano. Ya vimos que tenemos 10 veces más células microbianas que células propias en nuestro organismo. Pero la sorpresa no ha acabado ahí. Los microorganismos están mas íntimamente ligados a nosotros de lo que creíamos.

En el año 2003 se completó la secuenciación del primer borrador del genoma humano. Se descubrió que las 23 parejas de cromosomas tenían un tamaño de 2.860 millones de pares de bases. Para abreviar podemos decir que tenemos 2.860 Megabases (Mb), o 2,86 Gigabases (Gb). Eso quiere decir que tenemos unas 600 veces más DNA que el que contiene la bacteria Escherichia coli. Sin embargo, parece que tenemos unos 27.000 genes, unas 6 veces más que los que codifica el genoma de E. coli. Eso quería decir que o bien que por cada gen había unas 12.000 bases o lo que es lo mismo, 4.000 codones; o bien había mucho DNA que no tenía función alguna. Como nuestras proteínas, a pesar de ser bastante grandes, no tienen 4.000 aminoácidos la opción que queda es la segunda. De hecho esos 27.000 genes están codificados en unas 48 Mb, y si a eso le añadimos las secuencias reguladoras probablemente estemos hablando de unas 60 Mb de DNA con información genética exclusivamente humana. Es decir, basta tan sólo un 2% de todo nuestro genoma para hacer un ser humano completo. Entonces ¿Para qué sirve el 98% restante?





A todo ese DNA sin oficio ni beneficio conocido se le denominó inicialmente con el despectivo nombre de DNA basura (junk DNA). Pero es muy raro que nuestras células gasten un montón de energía y recursos en replicar y perpetuar tal cantidad de material inútil. Así que se empezó a mirar con algo más de detalle. Al analizarlo se ha encontrado que una gran cantidad de ese DNA son copias defectuosas de nuestros propios genes que no son expresadas. También hay una gran cantidad de secuencias repetidas que no se sabe muy bien que es lo que hacen. Y además se ha encontrado que alrededor de unas 200 Mb, un 8% del total, corresponden a secuencias provenientes de virus. Conclusión, en nuestros cromosomas portamos 4 veces más información genética vírica que información genética humana.




Lemur ratón gris (Microcebus murinus) de Madagascar. Recientemente se han encontrado secuencias parecidas a las del retrovirus HIV en su genoma



Y no sólo eso. Dichos genes virales están con en nosotros desde hace mucho tiempo. Tanto que ni siquiera éramos humanos cuando se introdujeron en nuestro DNA. Repasemos brevemente como funciona un virus. En las lecciones de Biología que dimos en la esculea nos contaban que los virus penetran en la célula y toman el control de la misma. Una vez esclavizada la célula sólo se dedica a producir nuevas copias del virus y nada más, por lo que acabamos con una célula muerta y un centenar de copias de nuevos virus. Es lo que se denomina ciclo lítico del virus (de lisis, que significa romper) y es una forma muy eficiente de reproducirse. Lo malo es que matas a la célula hospedadora en el proceso por lo que si se acaban las células ya no puedes seguir reproduciéndote.


Hay otras formas más sibilinas. Si el virus consigue insertar su genoma en el genoma de la célula hospedadora, ya no la mata, pero cada vez que se duplique dicha célula también lo hará el genoma del virus. A veces esto no le sienta nada bien a la célula y se transforma en una célula tumoral que crece sin control (algunos cánceres se originan así). La célula solo se preocupa de multiplicarse y de esta forma el virus a su vez también se multiplica. Pero si el hospedador es un ser pluricelular, y el virus lo que ha causado es un cáncer, al final el hospedador también se muere y con el desaparece el genoma del virus si no ha conseguido saltar a otro hospedador.



Imaginemos otro caso. El virus consigue integrarse en el genoma del hospedador y no le hace daño. Simplemente es como un pasajero que se aprovecha de la maquinaria de replicación del hospedador. Supongamos además que la célula afectada es una célula de la línea germinal, es decir, de las células que darán lugar a la descendencia. Eso quiere decir que el genoma de ese virus pasará de padres a hijos. Eso ha ocurrido con el genoma de algunos retrovirus y por eso reciben el nombre de retrovirus endógenos.



Bueno, pues ese 8% de DNA de origen viral está compuesto por 98.000 retrovirus endógenos y unos 150.000 fragmentos de otros virus que ya no son funcionales. Como era de esperar este proceso no ha parado. Se sigue produciendo. Hay retrovirus endógenos que sólo se dan en determinadas poblaciones, mientras que otros retrovirus endógenos están presentes en todos los seres humanos. O están presentes en todos los primates. Hace 55 millones de años los primates sufrieron una infección por parte de un retrovirus que se estableció en su genoma. Y esto ha sucedido otras veces. Comparando las secuencias de esos retrovirus endógenos podemos llegar a construir un árbol filogenético de los primates, tan válido como el que se construye atendiendo a las secuencias de las globinas.





Árbol filogenético de los primates basado en comparaciones de la secuencia del retrovirus endógeno HERV-K(HML-5). Figura tomada de Lavie et al. 2004



Resumiendo, en nuestro cuerpo hay 10 veces más de microbios que células propias, y en nuestro genoma 4 veces más DNA viral que DNA humano. ¡Y todavía nos hacemos llamar los reyes de la creación!



Auidos en "El podcast del Microbio" 1ª Parte y 2ª Parte

jueves, 22 de enero de 2009

De la coprofagia como terapia digestiva

Estoy convencido que cualquier lector del blog ha oído hablar de las mil y un maravillas y beneficios que se obtienen al comer alimentos probióticos. Dejando de lado la publicidad, la idea que hay detrás de alimentarse con microorganismos vivos es mantener o restablecer nuestra flora intestinal y evitar que seamos colonizados por microorganismos patógenos.




Y es que si miramos al contenido de nuestras tripas nos encontraremos que están habitadas por una gran multitud de diversos tipos de microorganismos. De hecho, en números, hay diez veces más células microbianas en nuestro cuerpo que células propias (ver E pluribus Unum). Y nosotros tenemos 10.000.000.000.000 de células en nuestros tejidos. Se calcula que esos 100 billones de microorganismos pertenecen a unas 500 especies distintas. El 99% de esas especies son beneficiosas o no son perjudiciales para el ser humano. El 1% restante está compuesto por microorganismos que pueden ser patógenos, pero afortunadamente para nosotros están presentes en muy pequeño número para hacernos daño pues las poblaciones beneficiosas los mantienen a raya. En términos de ecología microbiana nuestros intestinos es un ecosistema de una gran biodiversidad.


Cuando por alguna circunstancia las poblaciones que forman parte de dicho ecosistema se ven alteradas podemos tener problemas. Más de uno habrá oído hablar de la molesta "diarrea del viajero" o de la "venganza de Moctezuma". Esta se produce por haber consumido agua o alimentos contaminados con bacterias fecales como Escherichia coli, Shigella, Salmonella, etc. Generalmente no es grave y suele desaparacer después de algunos días. Otras causas de alteración es la ingesta de antibióticos. No es raro que se originen diarreas después de un tratamiento de varios días con algún beta-lactámico. La mayoría de las veces la situación es reversible y las cosas vuelven a la normalidad una vez que se deja el tratamiento.


El emperador azteca Moctezuma según el Códice Mendoza


Sin embargo a veces la alteración de la microflora es grave. Un antibiótico puede alterar de tal forma las poblaciones que no sólo no se recupere la normalidad, sino que encima se produzca una patología porque se ha favorecido el crecimiento de alguna especie de ese 1% de patógenos. Es lo que le ocurrió a Vicky Doriott. Esta mujer de Minnesota tuvo que pasar dos tratamientos de antibióticos muy seguidos debido a un resfriado y a una visita al dentista. Al cabo de unos días manifestó un cuadro febril y una diarrea severa. Le diagnosticaron colitis pseudomenbrabosa producida por Clostridium difficile, una bacteria Gram positiva anaerobia endosporulada. Esta bacteria es un habitante común del intestino y es capaz de generar toxinas, pero generalmente sus niveles de población son muy bajos por lo que no causa ningún daño. Lo malo es que los antibióticos habían eliminado a sus competidores y por lo tanto C. difficile había podido crecer sin ningún problema. Cuando esto sucede, los niveles de población son tan altos que la concentración de toxinas comienza a producir serios daños al organismo.


Células de Clostidium difficile al microscopio electrónico

Como indica el apellido del bicho, el tratamiento de su infección es bastante difícil. La bacteria es insensible a la mayor parte de los antibióticos y solo la vancomicina o el metronidazol consiguen hacer algún efecto sobre ella. Lo malo es que las esporas son totalmente insensibles al efecto de los antibióticos, por lo que una vez retirados el paciente puede volver a recaer una vez germinen las esporas. Y eso es lo que le ocurría a Vicky. Tras varios meses de padecimiento se optó por un tratamiento mucho más drástico para curarla.
Dicho tratamiento consiste en la "Bacterioterapia fecal" o "transplante fecal". Básicamente consiste en tomar las heces de un donante sano e introducirlas por via oral en el paciente enfermo (también puede suminstrarse mediante un enema). Con ello se espera que los microorganismos presentes en dichas heces desplacen al microorganismo patógeno y restablezcan la microflora. En el caso de Vicky, el donante sano se trató de su marido y no sin razón. Hay un refrán castellano que dice quien en la cama departe, ideas comparte. En este caso su marido probablemente compartía microflora con su mujer antes de que esta enfermara y además dicha microflora seguramente ya había entrado en contacto con las esporas de C. difficile y no había permitido que se establecieran en su intestino.
El procedimiento consiste tomar las heces frescas recien excretadas. Posteriormente se hace con ellas una papilla que luego es filtrada para eliminar restos y fibras indigeribles, ya que solo un 50% del peso de las heces humanas son bacterias, el resto es material no digerible. El filtrado se introduce en el estómago del paciente a través de una sonda nasogástrica, por lo que en ningún momento tiene que tragarlas. En el caso de Vicky la mejoría fue cuestión de días, otros pacientes necesitan la repetición de la infusión durante una semana. Los defensores de esta técnica aseguran que el éxito es superior al 90%, aunque también reconocen que solo la utilizan como "último recurso" si la terapia de antibióticos falla.



Esquema que muestra la introducción de la sonda nasogastrica para realizar el transplante fecal

En resumen, eat shit to feel better




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lunes, 19 de enero de 2009

Películas y bichos: "La mascara de la muerte roja"





Ya que se conmemora el 200 aniversario de la muerte de Edgar Allan Poe me parece interesante traer aquí una de las muchas adaptaciones cinematográficas que se han realizado basándose en su obra. Y que evidentemente tiene que ver con los microorganismos.





"La máscara de la muerte roja" es una película de 1964 protagonizada por Vincent Price y dirigida por Roger Corman. Está ambientada durante la epidemia de peste que asoló la Italia Renacentista. Aunque está basada en el relato del mismo título escrito por Poe, lo cierto es que Roger Corman modificó bastante la historia original e introdujo otras subtramas como la del culto satánico o el romance de los campesinos. También incluyó otro relato de Poe, la historia del bufón "Hop-Frog".

La "muerte roja" es una enfermedad ficticia. En palabras de Poe comenzaba con agudos dolores, un vértigo repentino, y luego los poros sangraban y sobrevenía la muerte. Las manchas escarlata en el cuerpo y la cara de la víctima eran el bando de la peste, que la aislaba de toda ayuda y de toda simpatía, y la invasión, progreso y fin de la enfermedad se cumplían en media hora. Se discute mucho sobre el tipo de enfermedad que inspiró a Poe. Para algunos es un tipo de tuberculosis, ya que su mujer la sufría cuando escribió el relato. Para otros es el cólera, pues en 1831 hubo una epidemia de dicha enfermedad en Baltimore. Otros dicen que es una forma hemorrágica de la peste y que en realidad este cuento es como un epílogo tenebroso de el "Decamerón" de Bocaccio. Y finalmente hay quien dice que está basada en las fiebres virales hemorrágicas como la que produce el Ébola.




La película de Corman es un clásico del género de terror de los años 60. Ahora podría parecer bastante ingenuo e inocente si lo comparamos con las recientes producciones más del estilo gore. Pero es una buena película en líneas generales con un guión más que sólido y bastante decente si tenemos en cuenta que está hecha con cuatro perras.



Audio en "El podcast del microbio"

viernes, 16 de enero de 2009

Una bacteria es una bacteria, es una bacteria

Después de un largo paréntesis debido a diversas actividades docentes vuelvo por estos fueros. Aquí va la segunda parte del comentario dedicado a la definición de especie bacteriana.

Debemos recordar que es el ser humano el que pone nombre a las cosas. Y generalmente sólo nombramos aquello que nos interesa. Eso quiere decir que definir una especie es un acto de antropocentrismo puro y duro. Por eso todos los microorganismos que producen enfermedades tienen categoría de especie. Y lo mismo pasa con aquellos que tienen interés para el ser humano, ya sea porque producen queso manchego o porque pueden degradar un plástico. Pero todos aquellos microorganismos que "no hacen nada" generalmente pasan desapercibidos.





Portada del disco de Bob Dylan del año 1979 que incluye la canción Man gave name to all the animals.


Sin embargo las nuevas herramientas de la biología molecular están cambiando el panorama a pasos agigantados. El ser humano ahora es consciente de que existe una enorme multitud de microorganismos en la Biosfera. Claro que el problema no se resuelve dando nombres a todo bicho viviente que encontremos con el microscopio. Si así fuera crearíamos un problema más grande del que tenemos. Hay que recordar que la taxonomía no sólo sirve para dar nombre a las cosas. También sirve para definirlas y clasificarlas. Y para eso hace falta tener un criterio de clasificación.

Actualmente, los taxónomos microbianos intentan clasificar a los microorganismos integrando diferentes clases de datos, tanto fenotípicos (test bioquímicos, composición de lípidos,...), genotípicos (hibridación de DNA), como filogenéticos (secuencias del rRNA). Así por ejemplo se considera que dos microorganismos pertenecen a especies distintas si presentan un porcentaje de hibridación de sus DNAs menor del 70%. Es una técnica muy reproducible y sus datos son bastante consistentes y de hecho está considerada como el patrón de oro cuando se debe de determinar el estatus de especie para un microorganismo. Lo malo de dicha técnica es que es muy complicada, lenta y solo puede realizarse con microorganismos que han sido cultivados en laboratorio porque se requiere una gran cantidad de ellos para extraer su DNA.


Hibridación DNA-DNA. Cuanto mayor sea el parecido entre dos especies menor número de heteroduplex se forman

Es por eso por lo que muchos laboratorios prefieren los datos de secuenciación del rRNA. Es un carácter universal por lo que permite una clasificación en base a la similitud de secuencia. Es una técnica rápida, sencilla y puede utilizarse sobre microorganismos que no han sido cultivados. En ese caso se considera que una identidad menor del 97% indica que son dos especies distintas. Pero también tiene sus inconvenientes. El primero es que la clasificación se basa en un solo gen, por lo que las variaciones en la secuencia debidas al azar pueden ser consideradas muy importantes cuando en realidad pueden no serlo. Asimismo, si ha habido eventos de recombinación o de transferencia genética horizontal, los resultados pueden llevarnos a confusión. Por último, tener el mismo rRNA en dos aislados no significa que sean de la misma especie (ver más abajo).

Está claro que lo mejor es mirar varios genes, pero de forma rápida y sencilla. Hace tiempo los epidemiólogos se dieron cuenta de que necesitaban una herramienta que les permitiese distinguir entre diversas cepas del mismo microorganismo patógeno. Desarrollaron una técnica que se conoce por la siglas MLST por MultiLocus Sequence Typing, o Tipado por Secuencia de MultiLocus. Básicamente consiste en determinar las diferencias que hay en las secuencias entre los "genes ama-de-casa" (housekeeping genes) o genes que se encargan del metabolismo de mantenimiento de la célula. Con ello comparaban aislados microbianos de distintos pacientes. Si dos aislados tienen el mismo perfil genético en el MLST significará que pertenecen a la misma cepa patógena.

La técnica de MLST se ha modificado para aplicarla a la taxonomía bacteriana. Así la identificación es un proceso en dos fases. La primera es la secuenciación del rRNA para asignar a un determinado microorganismo dentro de un género. La segunda fase consiste en determinar la especie utilizando la comparación de genes que son ubicuos dentro de ese género y que además estén en copia única dentro del genoma de dichos microorganismos. Para distinguirla de la técnica usada en epidemiología molecular se la ha bautizado como MLSA por MultiLocus Sequence Analysis.
Un ejemplo de utilización de la técnica MLSA ha sido la diferenciación entre especies del género Burkholderia. La especie B. mallei es un parásito obligado de equinos que produce la enfermedad conocida como muermo. Su pariente, la bacteria saprofita del suelo B. pseudomallei, causa la melioidosis, una enfermedad endémica de Australia y el sur de Asia. Si unorealiza un estudio de hibridación de DNA se encontrará con que la hibridación es mayor del 76%, luego según dicha técnica ambas son la misma especie. En 1998 se aisló una bacteria muy semejante a B. pseudomallei pero que era avirulenta. Se la bautizó como B. thailandensis. Cuando se estudió la secuencia 16S rRNA de estas tres especies se encontró que la identidad era mayor del 99%. Pero la sorpresa saltó cuando se hiceron los estudios de hibridación de DNA. El porcentaje era de 47% lo que indicaba que B. thailandensis era una especie muy diferente de las otras dos. Para resolver el rompecabezas un grupo realizo el MLSA comparando las secuencias internas de siete housekeepings genes. Analizaron varios clones y lo que encontraron fue que todos los aislados de B. mallei eran idénticos y que además se agrupaban con los aislados de B. pseudomallei. Pero todos los aislados de B. thailandensis se agrupaban de forma diferente como una especie completamente distinta. La moraleja es que B. mallei es una especie distinta de B. pseudomallei sólo porque produce una enfermedad diferente, de lo contrario sería considerada como un clon de la misma especie.





Árbol filogenético construido a partir de los datos de MLSA sobre distintos aislados del género Burkholderia. Todos los aislados de B. pseudomallei se agrupan y entre ellos se encuentra B. mallei, (que sería un ecotipo de B. pseudomallei). A su vez todos los aislados de B. thailandensis forman un grupo aparte .



El ejemplo de arriba indica una cosa muy importante. Hay que incorporar la ecología cuando se define una especie. Un patógeno es un ser vivo con una ecología muy especializada. Este es un problema que se encontró el botánico sueco Göte Turesson cuando estudiaba la diferenciación de poblaciones dentro de una misma especie de planta herbácea. Se dio cuenta de que dicha diferenciación tenía una base genética y acuño el término ecotipo. El microbiólogo Frederick M Cohan propuso que el concepto de ecotipo podría servir como base para diferenciar los taxones bacterianos. Los ecotipos serían definidos como poblaciones que presentan una cohesión genética pero una distinción ecológica. B. mallei es un ecotipo de B. pseudomallei que tiene el honor de ser una especie por ser una patógena estricta. Si hubiera sido saprofita habría sido considerada un clon más de B. pseudomallei.

El modelo de ecotipos permite imaginar como evolucionan los microorganismos. Los ecotipos se originan a partir de clones genéticamente idénticos que viven en diferentes hábitats. La especialización ecológica conduciría a la divergencia genética mediante la acumulación de mutaciones adaptativas producidas por eventos de selección. Sería parecido a un arbusto cuyas ramas van creciendo y a las que periódicamente se poda. Sin embargo la cosa no es tan sencilla. Porque en la evolución de los microorganismos hay que tener en cuenta varios factores como son la deriva genética o la transferencia genética horizontal. Aun nos falta información para entender el cuadro, pero estamos algo más cerca.



Modelo de ecotipo estable. Los ecotipos se crea y extinguen a un ritmo lento. Cada ecotipo, rojo o azul, sufre una serie de eventos periódicos de seleccíon (asteriscos) durante su larga historia de divergencia de otros ecotipos. En cada evento de selección el ecotipo mejor adaptado desplaza a los linajes que compiten con él. No es el único modelo de aparición de ecotipos que se ha postulado


Bibliografía en la que está basada esta entrada: Re-evaluating prokaryotic species. Gevers et al. Nature Reviews Microbiology. Vol 3. Sept 2005. Pag: 733-739
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