Investigadores en Reino Unido y Francia han llegado a la conclusión de que los cinco tipos principales de la bacteria Legionella pneumophila que son causantes de infecciones de legionelosis en Europa han emergido de forma independiente en los últimos 80 años y se han adaptado a nuevos nichos ambientales creados por el hombre.
La Legionella se ha adaptado recientemente a los nichos ambientales creados por el hombre
Existe una serie de bacterias ambientales que han llegado a convertirse en patógenos humanos y un ejemplo de ellas es la Legionella, una bacteria ubicua en entornos acuáticos naturales que puede, a la vez, prosperar en las modernas instalaciones creadas por el hombre; como los sistemas de distribución de agua, jacuzzis, calentadores de agua o torres de refrigeración.
Los casos y brotes de legionelosis notificados en Europa son frecuentes y siguen, desde hace décadas, una tendencia de crecimiento. La Legionella puede infectar a las personas principalmente por la inhalación de aerosoles contaminados con la bacteria, causando la legionelosis, una forma grave de neumonía. En 2014 se alcanzó la cifra máxima registrada en Europa, con 6.941 casos.
Pero, las bacterias que provocan estas infecciones no lo hacen casualmente, sino que han surgido y se han adaptado a los entornos artificiales en las últimas ocho décadas. Esta es la conclusión a la que han llegado investigadores británicos y franceses tras analizar el genoma de 337 muestras de los cinco principales tipos de Legionella pneumophila que son origen de infecciones en Europa.
Curiosamente, entre las 62 especies conocidas del género Legionella, L.pneumophila es la especie responsable de más del 90% de los casos de legionelosis a nivel mundial, y incluso dentro de la misma especie, cinco determinados tipos tienen una mayor prevalencia en los casos clínicos.
Las comparaciones del genoma completo de muestras de la bacteria, representativas de los 5 tipos patógenos y representativas de la diversidad de la especie, indican que es una especie antigua y genéticamente diversa. Por tanto, las preguntas clave para los investigadores son ¿cómo y cuándo han evolucionado estos tipos asociados a la legionelosis en humanos y cómo se han podido propagar globalmente?
Los análisis mostraron que los 5 tipos patógenos principales pertenecen a clados separados del árbol filogenético de la especie, lo que sugiere que han evolucionado independientemente, de diferentes orígenes genómicos. En contraste con la alta diversidad de la especie, estos tipos muestran una diversidad especialmente baja, lo que sugiere que tienen un orígen reciente. El estudio concluye que su emergencia data aproximadamente entre 1968 y 1985.
Aunque este fenómeno podría esperarse de un patógeno adaptado al ser humano, los resultados son sorprendentes para una bacteria ambiental, que tradicionalmente se considera que infecta "accidentalmente" a humanos cuando se le da la oportunidad.
No es por casualidad
Por el contrario, los resultados sugieren que estos clones de L. pneumophila se han adaptado a nuevos nichos, que están relacionados con los sistemas de agua artificiales modernos y que son el origen principal de las infecciones. También es posible que estos tipos, que no son prevalentes e incluso tienen una presencia escasa en fuentes ambientales, sean más eficientes para infectar a los seres humanos.
Dado que los cinco tipos patógenos han emergido independientemente dentro de la especie, los autores del estudio analizaron si existen signos de una evolución convergente que pueda explicar su común adaptación a nichos específicos y su mayor propensión a causar enfermedad en humanos.
De hecho, identificaron en estos cinco tipos patógenos muchos genes con determinadas variantes alélicas, que raramente se hallan en otros tipos, y que han surgido, al menos parcialmente, a través de eventos de recombinación genética. La recombinación es, según los autores, un proceso de gran importancia para la evolución de L. pneumophila y para el surgimiento de linajes patógenos.
Propagación de secuencias genéticas
Los análisis realizados indican que las muestras de estos 5 tipos patógenos obtenidas en paises, e incluso continentes, distintos difieren muy poco genéticamente, lo que demuestra la propagación a larga de distancia de estas secuencias genéticas asociadas a la enfermedad en humanos. Un fenómeno que debe haber ocurrido relativamente rápido, dado su reciente surgimiento, y que sorprende a los autores del estudio, ya que la Legionella es un patógeno de evolución notoriamente lenta.
Los posibles mecanismos de propagación incluyen el transporte por el viento, las corrientes de agua naturales o actividades relacionadas con el hombre, como el desplazamiento de vehículos contaminados, barcos u otros objetos que contienen agua. Esta última posibilidad también puede explicar la aparición reciente de estos clones, ya que pueden haberse adaptado a los nuevos ambientes. Si estos fenómenos no estuvieran relacionados, sería muy sorprendente que las pocas secuencias altamente asociadas a la legionelosis en humanos se hubieran extendido amplia y rápidamente.
Los humanos como vectores
Asimismo, parece que los humanos infectados por L. pneumophila contribuyen también a extender estas cepas altamente patógenas. La bacteria se ha aislado en heces y esputo de pacientes de legionelosis, lo que sugiere que la infección puede no finalizar en el ser humano.
La hipótesis de transmisión entre humanos y/o humano-medioambiente podrían explicar porqué estas cepas específicas han surgido recientemente, se han expandido rápidamente y están asociadas principalmente con la infección humana.
La adaptación a los sistemas de agua artificiales, asociada con la infección y transmisión, al menos parcialmente, via humanos, seleccionaría las cepas más aptas para la infección humana. Éstas serían transmitidas con mayor frecuencia a otros sistemas de agua artificiales. Los humanos como vectores también enlazan entornos similares, mejorando la capacidad de estos clones para adaptarse al nicho artificial y promover la transmisión a distancia.
Clones patógenos
El descubrimiento de estos clones independientes, asociados a la legionelosis en humanos, y que han surgido recientemente, tiene implicaciones importantes para la comprensión de esta enfermedad.
En definitiva, el estudio apoya la idea de que la mayoría de los casos clínicos de legionelosis no surgen debido a la infección por cualquier cepa de L. pneumophila que esté presente en el foco, sino que son causados por ciertos clones seleccionados, que pueden haberse adaptado a un nicho específico. Identificar el nicho ambiental y el mecanismo de propagación de estos clones debe ser prioritario para reducir la exposición humana a la bacteria y la incidencia de la enfermedad.
Artículo original: S.David y otros: Multiple major disease-associated clones ofLegionella pneumophila have emerged recently and independently, Genome Res. 2016
Imagen: WikimediaCommons
