¿Amigo o enemigo? Un estudio revela la evolución de un controvertido microbio intestinal humano

Nov 27, 2023

Blastocystis, un supuesto parásito, se encuentra en uno de cada seis seres humanos, pero sólo algunos de nosotros enfermamos.

14 de julio de 2023 Por Gillian Rutherford

Una nueva investigación arroja luz sobre la naturaleza paradójica de Blastocystis, un posible parásito común pero poco comprendido que parece estar evolucionando para prosperar en el ambiente libre de oxígeno del intestino humano. (Foto: Getty Images)

Blastocystis es uno de los microbios más comunes que se encuentran en nuestros intestinos, pero su papel en la salud humana no se comprende bien. La infección por Blastocystis puede provocar diarrea, náuseas, pérdida de peso y fatiga, aunque algunos también consideran la presencia del microbio como un signo de un intestino sano.

“Una de cada seis personas en el planeta lo padece y no sabemos si le puede hacer daño o no. Probablemente deberíamos saber cómo funciona esto”, dice Joel Dacks, profesor de enfermedades infecciosas en la Facultad de Medicina y Odontología y codirector de una nueva investigación publicada en Current Biology que busca iluminar la biología evolutiva de Blastocystis.

“Entendemos que el microbioma intestinal es un modulador increíble de la salud humana. Cuando está sano parece ser bastante protector, pero cuando está desregulado causa todo tipo de problemas”, dice Dacks, quien también es profesor adjunto de ciencias biológicas en la Facultad de Ciencias.

Dacks codirigió un equipo de investigación internacional junto con Anastasios Tsaousis, investigador principal del Laboratorio de Parasitología Molecular y Evolutiva de la Facultad de Biociencias de la Universidad de Kent en el Reino Unido, que busca comprender cómo y por qué Blastocystis parece estar siguiendo un proceso evolutivo. camino hacia la prosperidad en el ambiente libre de oxígeno de nuestros intestinos, un camino similar al que ya han tomado otros parásitos, como los que causan vaginitis, disentería amebiana y fiebre del castor.

"Todos han pasado por este proceso, por lo que al estudiar los diferentes parásitos de forma independiente, como si fuera un historiador, se puede entender si hay algo en común", explica Dacks. “¿Cuáles son las fuerzas mayores? ¿Cómo ocurre el cambio? ¿Qué pasa con las células y los genomas?

"Los parásitos son interesantes porque son importantes para la salud humana y también porque son maravillosamente extraños".

Blastocystis es un eucariota o célula con núcleo, muy similar a las que se encuentran en los cuerpos humanos y las plantas. Es miembro de Stramenopila, un grupo de organismos que incluye algas, algas marinas y el moho acuático Phytophthora infestans, que causó la hambruna irlandesa de la papa. Stramenopila desciende de organismos que tienen estructuras similares a pelos especializadas en sus flagelos que les ayudan a moverse en líquido, aunque Blastocystis ya no tiene ninguna. Parece más bien una pelota de tenis bajo un microscopio. Blastocystis se transmite de persona a persona a través del contacto con heces infectadas o agua contaminada.

Para estudiar la evolución de Blastocystis, el equipo lo comparó con su pariente muy cercano, Proteromonas lacertae, que vive en las entrañas de los reptiles y todavía tiene muchas de las características celulares del grupo Stramenopila, y al hacerlo pudo revelar varios aspectos importantes. descubrimientos.

Por ejemplo, hasta ahora sólo se habían propuesto tres genes como responsables de los flagelos. Al comparar las secuencias genéticas de los dos microbios relacionados, el equipo identificó casi 40 genes que posiblemente podrían desempeñar un papel. Estos ahora se pueden reducir en estudios futuros desactivándolos uno a la vez.

“Pudimos abrir una vía de investigación sobre una estructura fundamental en estos organismos que tienen un impacto global masivo, como las diatomeas, que son responsables de alrededor del 30 por ciento de la producción de oxígeno en el planeta, o los micetos, que todavía son responsables de aproximadamente el 30 por ciento de la producción de oxígeno en el planeta. patógenos graves para los cultivos”, dice Dacks.

En general, los investigadores descubrieron que Blastocystis ha perdido muchos de los genes de su ancestro común con Proteromonaslacertae, ya que se ha especializado para vivir en el intestino humano. Otra función que se pensaba que ambos microbios habían perdido con el tiempo es la de los peroxisomas, partes de una célula involucradas en el metabolismo. Como era de esperar, el equipo no encontró rastros de peroxisomas en Blastocystis; sin embargo, al desarrollar anticuerpos para detectarlos, descubrieron rastros de peroxisomas en P. lacertae. Una vez más, se trata de un descubrimiento que necesitará más investigación para comprenderlo mejor, afirma Dacks.

"Hasta donde sabemos, esta es la forma más reducida de este orgánulo que jamás se haya reportado", dice. “Esto parece un eslabón perdido en el proceso evolutivo degenerativo. Ahora la pregunta es si existen otros organismos que muestren algo similar”.

El equipo de investigación también descubrió nueva evidencia de cambios evolutivos en los sistemas de tráfico de membrana de los dos microbios, que permiten a las células mover combustible, desechos y otras cargas dentro, alrededor y fuera de la célula, de manera muy similar a un sistema de clasificación de correo. Ésta es el área de especialidad del laboratorio de Dacks, y sugiere que la nueva información puede ayudar a los científicos a comprender cómo Blastocystis absorbe material de su huésped humano.

Dacks señala que aún queda mucho por aprender sobre Blastocystis y su impacto en la salud humana. Señala que hasta ahora se han identificado al menos 12 subtipos del microbio en humanos.

"Es posible que algunos de ellos enfermen a la gente y otros no, pero los hemos estado llamando de la misma manera", dice. "La otra posibilidad es que bajo algunas condiciones esté bien, pero cuando se estresa el medio ambiente, puede causar enfermedades".

Este efecto es muy parecido a lo que le sucede al coral del océano, donde las algas simbióticas son saludables para el coral hasta que la temperatura del océano aumenta y los cambios en las algas provocan el blanqueamiento del coral y, en última instancia, la muerte, explica Dacks.

La investigación de Dacks para el artículo fue financiada por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Naturales de Canadá y la Royal Society, y uno de sus estudiantes que figura como coautor de la publicación recibió el apoyo de una beca de posgrado de Vanier Canada. Dacks es miembro del Instituto de Investigación sobre la Salud de Mujeres y Niños y fue presidente de investigación de Canadá en biología celular evolutiva de 2011 a 2021.

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