Los científicos descubren cómo un solo gen determinó el curso de la pandemia de peste

Los científicos descubren cómo un solo gen determinó el curso de la pandemia de peste

Los científicos han documentado la forma en que un solo gen en la bacteria que causa la peste bubónica.Yersinia pestisle permitió sobrevivir durante cientos de años ajustando su virulencia y el tiempo que tardaba en matar a sus víctimas, pero estas formas de plaga finalmente se extinguieron.

Un estudio realizado por investigadores de la Universidad McMaster y del Instituto Pasteur de Francia publicado hoy en la revistaCienciaaborda algunas preguntas fundamentales sobre las pandemias: ¿Cómo ingresan a las poblaciones humanas, causan enfermedades inmensas y evolucionan en diferentes niveles de virulencia para persistir en las poblaciones?

La peste negra sigue siendo la pandemia más mortífera registrada en la historia de la humanidad, y se estima que mató entre el 30 y el 50 por ciento de las poblaciones de Europa, Asia occidental y África a su paso por esas regiones. En el siglo XIV apareció en oleadas durante más de 500 años y duró hasta 1840.

La Peste Negra fue causada por la misma bacteria que causó la Peste de Justiniano, la primera pandemia de peste que estalló a mediados del siglo XVI. La tercera pandemia de peste comenzó en China en 1855 y continúa en la actualidad. Sus efectos mortales ahora están mejor controlados con antibióticos, pero aún se sienten en regiones como Madagascar y la República Democrática del Congo, donde se reportan casos regularmente.

Este es uno de los primeros estudios de investigación que examina directamente los cambios en un patógeno antiguo que todavía vemos hoy, para comprender qué impulsa la virulencia, la persistencia y/o la eventual extinción de las pandemias. “

Hendrik Poinar, coautor principal del estudio, director del Centro de ADN Antiguo McMaster y Cátedra Michael G. DeGroote de Antropología Genética

Las tribus de la peste de Justiniano murieron después de 300 años de devastar a las poblaciones de Europa y Oriente Medio. Las segundas cepas pandémicas surgieron de poblaciones de roedores infectados y causaron la peste negra antes de dividirse en dos linajes principales. Una de estas dos líneas es el antepasado de todas las tribus modernas. Los demás fueron reintroducidos en Europa a lo largo de siglos y finalmente se extinguieron a principios del siglo XIX.

Utilizando cientos de muestras de víctimas de la peste antiguas y modernas, el equipo se centró en un gen conocido comoPLA,un alto componente de copia deY pestisEsto ayuda a pasar a través del sistema inmunológico sin ser detectado hasta los ganglios linfáticos antes de propagarse al resto del cuerpo.

Un análisis genético exhaustivo reveló que su número de copias o número totalPLALos genes encontrados en la bacteria habían disminuido los brotes posteriores de la enfermedad, lo que a su vez redujo la mortalidad en un 20 por ciento y aumentó la duración de la infección, lo que significa que los huéspedes vivieron más antes de morir. Estos estudios se realizaron en modelos de ratón de la peste bubónica.

Viceversa, si elPLAGene estaba en su número de copias original, alto, la enfermedad era mucho más virulenta y mató a cada uno de sus huéspedes y lo hizo mucho más rápido.

Los científicos también identificaron una sorprendente similitud entre las trayectorias de las tribus modernas y antiguas, que evolucionaron de forma independiente.PLAEn las últimas etapas de la primera y segunda pandemia y hasta ahora en tres muestras de la tercera pandemia encontradas hoy en Vietnam.

Tanto en la plaga de Justiniano como en la de la peste negra, el cambio evolutivo se produjo aproximadamente 100 años después de los brotes iniciales. Los científicos sugieren que a medida que el número de copias de genes disminuyó y las ratas infectadas vivieron más, pudieron propagar aún más la infección, asegurando el éxito reproductivo del patógeno.

“La reducción dePLA"Puede reflejar el cambio de tamaño y densidad de las poblaciones de roedores y humanos", explica Poinar. Es importante señalar que la peste fue una epidemia de ratas, que eran las impulsoras de epidemias y pandemias. Las personas fueron víctimas accidentales. “

Las ratas negras en las ciudades probablemente actuaron como "anfitriones de amplificación" debido a su gran número y su proximidad a los humanos. Debido a que las ratas negras son muy susceptibles aY pestisEl patógeno requirió que las poblaciones de ratas permanecieran lo suficientemente altas como para proporcionar nuevos huéspedes.Y pestisPasar y continuar el ciclo pandémico.

Sin embargo, elPLA-Las cepas reducidas finalmente se extinguieron, probablemente reflejando un cambio adicional en la relación huésped-patógeno en su entorno.

Cuando los investigadores buscaron signos de agotamiento en un gran conjunto de muestras de la tercera pandemia en una colección del Instituto Pasteur, encontraron tres cepas contemporáneas.PLAAgotamiento.

"Gracias a nuestros colaboradores internacionales que monitorean las epidemias locales de peste en todo el mundo, pudimos encontrar muestras bacterianas únicas utilizadas para este proyecto, similar a encontrar tres agujas raras en un pajar", dice Javier Pizarro-Cerdá, coautor principal del trabajo, director de la Dirección de layersiniaUnidad de investigación y Centro de Colaboración de la OMS para Plagas del Instituto Pasteur.

El instituto alberga una de las colecciones modernas más ricas del mundo.Y pestisIsolate añade Guillem Mas Fiol, colíder del estudio e investigador postdoctoral que fue supervisado por Pizarro-Cerdá.

"Uno de los aspectos más interesantes de nuestra investigación fue la oportunidad de estudiar un rasgo que se observó por primera vez en cepas de peste extintas y que podría probarse experimentalmente por primera vez en cepas bacterianas vivas contemporáneas", dice.

"Aunque nuestra investigación arroja luz sobre un patrón interesante en la historia evolutiva de la peste, la mayoría de las cepas que circulan hasta el día de hoy en África, América del Sur y la India son las que anteriormente fueron responsables de una mortalidad masiva", dice Ravneet Sidhu, coautor principal del estudio y candidato a doctorado en el Centro McMaster de ADN Antiguo.

Fuentes: