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Felicitamos a Alin Tobares*, Román Martino*, Antonella Colque, Gastón Castillo Moro, Alejandro Moyano, Andrea Albarracín Orio y Andrea Smania† por su publicación «Hypermutability bypasses genetic constraints in SCV phenotypic switching in Pseudomonas aeruginosa biofilms» en “npj Biofilms and Microbiomes”
*Co-primer autores, †Autor responsable
Destacamos el importante trabajo llevado enteramente por el laboratorio de la Dra. Smania, en el CIQUIBIC, y publicado en una revista de prestigio internacional como npj Biofilms and Microbiomes, perteneciente al grupo «Nature»
https://www.nature.com/articles/s41522-024-00644-z
Andrea nos comenta sobre la publicación:
La fibrosis quística (FQ) es una enfermedad hereditaria causada por una mutación genética que lleva al cuerpo a producir secreciones espesas conocidas como moco. Este moco se acumula en las vías respiratorias y representa una de las enfermedades pulmonares crónicas más comunes en niños y adultos jóvenes, siendo potencialmente mortal. Pseudomonas aeruginosa es uno de los principales responsables de las infecciones bacterianas persistentes en pacientes con FQ y la principal causa de mortalidad. Como estrategia para persistir en los pulmones de estos pacientes, Pseudomonas forma biofilms, estructuras resistentes compuestas por proteínas, ADN y exopolisacáridos que protegen a la bacteria de los tratamientos con antimicrobianos.
El segundo mensajero c-di-GMP juega un papel central en la transición entre modos de vida de P. aeruginosa: niveles elevados de c-di-GMP promueven el crecimiento en biofilm, mientras que niveles bajos favorecen el crecimiento planctónico. En particular, los sistemas Wsp y Yfi están fuertemente involucrados en la regulación de c-di-GMP y en la transición entre estos estados. Las alteraciones en la regulación de c-di-GMP pueden conferir ventajas adaptativas en entornos pulmonares crónicamente infectados.
Además, Pseudomonas puede incrementar su tasa de mutación debido a la inactivación de su sistema de reparación de bases incorrectamente apareadas (MRS), generalmente por mutaciones en el gen mutS. Las cepas que han perdido la funcionalidad del MRS son denominadas hipermutadoras y presentan una mayor variabilidad genética, lo que podría influir en su capacidad de adaptación a diferentes condiciones de crecimiento.
En este trabajo, estudiamos las estrategias evolutivas que emplea P. aeruginosa para adaptarse al crecimiento continuo en el pulmón de pacientes con FQ, alternando fases de crecimiento libre y en biofilm. Mediante ensayos de evolución in vitro combinados con análisis de genómica comparativa, investigamos las implicancias de la hipermutabilidad en los procesos de adaptación continua al crecimiento en biofilms.
Nuestro estudio demuestra que, a través de la evolución continua, P. aeruginosa es capaz de acumular mutaciones compensatorias que afectan la regulación de c-di-GMP, facilitando la transición entre estilos de vida. Mientras que las cepas que conservan el sistema MRS enfrentan restricciones genéticas tempranas en la evolución, las cepas hipermutadoras pueden sortear estas limitaciones accediendo a vías genéticas alternativas que regulan el c-di-GMP y la formación de biofilms. Esta mayor accesibilidad genética, impulsada por tasas de mutación más elevadas, permite a estas cepas una evolución continua y sostenida entre ciclos de vida libre y crecimiento en biofilm.
Nuestros hallazgos subrayan el papel crucial de la hipermutabilidad en la adaptación de P. aeruginosa, con implicaciones significativas para la comprensión de infecciones persistentes en entornos clínicos y, en particular, en pacientes con FQ.
