Leveraging genomes and metagenome-assembled genomes unveils novel diversity and transmission between public transport and clinical settings in Acinetobacter
Este estudio demuestra que la integración de genomas ensamblados a partir de metagenomas (MAGs) de sistemas de transporte público con aislados clínicos revela una extensa diversidad no reconocida y evidencia de transmisión para múltiples especies de *Acinetobacter*, resaltando el papel crítico de los MAGs en la vigilancia genómica de entornos antropizados y sus implicaciones para la salud pública.
Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Esta es una explicación generada por IA de un preprint que no ha sido revisado por pares. No es consejo médico. No tome decisiones de salud basándose en este contenido. Leer descargo de responsabilidad completo
Las bacterias están en todas partes, viviendo en el suelo, el agua y nuestra piel, pero los científicos tradicionalmente las han estudiado cultivándolas en placas de Petri en un laboratorio. Este método funciona bien para algunos tipos de bacterias, pero falla para muchas otras que son difíciles o imposibles de cultivar fuera de su entorno natural. Como resultado, nuestra comprensión del mundo microbiano se ha visto sesgada hacia las pocas especies que prosperan en una placa, dejando vastos vacíos en nuestro conocimiento sobre el resto. Para llenar estos vacíos, los investigadores utilizan ahora una técnica llamada metagenómica, que consiste en leer el material genético directamente de muestras ambientales sin necesidad de cultivar primero los organismos. Al ensamblar estos fragmentos genéticos, pueden reconstruir los genomas completos de bacterias que nunca antes habían sido vistas. Este enfoque es particularmente importante para rastrear cómo las bacterias se muecen entre diferentes entornos, como del mundo exterior hacia los hospitales, y para comprender cómo adquieren la capacidad de resistir a los antibióticos, una amenaza creciente para la salud pública.
Un equipo de investigadores se propuso explorar un rincón específico y pasado por alto de este mundo microbiano: los sistemas de transporte público de las ciudades de todo el mundo. Si bien los hospitales son reservorios conocidos de bacterias peligrosas, no estaba claro si los mismos organismos también se escondían en metros, autobuses y trenes, y si era así, si se desplazaban entre estos espacios públicos y los entornos clínicos. Los científicos analizaron datos genéticos de 15 proyectos diferentes que cubrían 128 ciudades de 19 países, incluidos centros importantes como Nueva York, Londres y Tokio. A partir de estas muestras, reconstruyeron 839 genomas parciales, conocidos como genomas ensamblados mediante metagenómica, que representan los planos genéticos de las bacterias que viven en estos sistemas de tránsito. Centraron su análisis detallado en 269 de estos genomas de alta calidad, que pertenecían a más de 20 especies de un género bacteriano llamado Acinetobacter. Mientras que una especie, Acinetobacter baumannii, es famosa por causar infecciones hospitalarias, los investigadores descubrieron que los sistemas de transporte público estaban dominados por otras cinco especies menos estudiadas: A. nosocomialis, A. ursingii, A. radioresistens, A. schindleri y A. variabilis.
El estudio reveló que estas bacterias en el transporte público no son solo visitantes aleatorios; representan una diversidad rica y previamente oculta. Cuando los investigadores compararon la composición genética de las bacterias encontradas en los metros con las encontradas en los hospitales, descubrieron que las bacterias del metro añadían una cantidad significativa de nueva variedad genética. Para algunas especies, incluyendo A. variabilis, la inclusión de estos genomas basados en el transporte aumentó la diversidad genética conocida en más del 90 por ciento. Además, estas bacterias portaban miles de genes que nunca se habían visto en las versiones de las mismas especies cultivadas en laboratorio. Esto sugiere que, al depender únicamente de las bacterias que pueden cultivarse en una placa, los científicos han estado perdiendo una gran parte del arsenal genético que poseen estos organismos. El análisis mostró que, para cuatro de las cinco especies estudiadas, las bacterias encontradas en el transporte público eran genéticamente casi idénticas a las encontradas en los hospitales, sin una separación genética clara entre ambos entornos. Esto indica que estas bacterias se mueven libremente entre los sistemas de tránsito de la ciudad y las instalaciones médicas, probablemente transportadas por pasajeros y personal.
Más allá de rastrear de dónde provienen estas bacterias, los investigadores investigaron qué tipos de genes de resistencia a los antibióticos portan estos organismos. Encontraron que las bacterias en el transporte público albergan genes que pueden hacerlas resistentes a fármacos potentes, incluyendo genes que protegen contra las sulfas y los aminoglucósidos. Sin embargo, el estudio también destacó una limitación en la forma en que los científicos suelen buscar estos genes de resistencia. Cuando los investigadores buscaron únicamente en los genomas reconstruidos, encontraron muchos menos genes de resistencia que cuando utilizaron un método diferente que escaneaba la muestra ambiental completa y luego cotejaba los resultados con genomas bacterianos conocidos. Este enfoque alternativo reveló hasta siete veces más genes de resistencia en algunos casos. Los hallazgos sugieren que, si bien los genomas reconstruidos son excelentes para comprender la historia evolutiva y la diversidad de las bacterias, pueden subestimar la magnitud total de la amenaza de la resistencia a los antibióticos. En algunas especies, los perfiles de resistencia de las bacterias del transporte eran indistinguibles de los de los hospitales, mientras que en otras, había diferencias claras. En última instancia, el trabajo demuestra que los sistemas de transporte público son centros activos de diversidad y transmisión bacteriana, y que combinar los nuevos métodos de reconstrucción genética con el análisis tradicional es esencial para obtener una imagen completa de los riesgos que estos pasajeros invisibles representan para la salud humana.
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