28/05/21
Encuentran una selva de 10.000 virus y bacterias desconocidos en los subtes de todo el mundo
Un equipo de investigadores internacionales ha elaborado un atlas de los microorganismos presentes en 60 ciudades del mundo.
Durante siglos, los naturalistas han cartografiado la flora y la fauna del mundo.
Han reunido atlas de aves migratorias y peces de agua fría, y han esbozado la geografía de los animales carnívoros y las plantas alpinas.
Ahora, un enorme equipo internacional de investigadores ha añadido un nuevo volumen a la colección: un atlas de los microorganismos que pueden encontrarse en los metros del mundo.
El tablero de MetaSUB muestra la abundancia relativa de cada taxón en una muestra determinada. Foto MetaSUB
Contiene datos recogidos por más de 900 científicos y voluntarios en 60 ciudades de seis continentes, desde Estocolmo a Shanghai, pasando por Sacramento y Sydney.
"Teníamos una falange coordinada de personas con hisopos y máscaras, recogiendo material genético de ciudades de todo el mundo", dijo Christopher Mason, genetista de Weill Cornell Medicine que dirigió la investigación.
Aunque cada ciudad tenía su propio perfil microbiano, había un "microbioma urbano central" que todas las ciudades compartían, según descubrieron.
Los científicos, miembros del consorcio internacional MetaSUB, también descubrieron más de 10.000 especies de virus y bacterias no identificadas anteriormente.
Los resultados se publicaron el miércoles en la revista Cell.
"Hemos hecho una inmersión profunda en los centros urbanos para encontrar una amplitud y un tesoro de nuevas formas de vida", dijo Mason.
Micrococcus luteus, ampliado 10.000 veces, produce olor corporal. Foto Janice Haney Carr/CDC
"Las barandillas y los bancos de nuestras ciudades tienen a veces tanta o más diversidad que la que se encuentra en una selva tropical".
El origen y la función de muchos de estos microbios siguen siendo desconocidos, y la investigación revela lo mucho que queda por aprender sobre los microorganismos que nos rodean.
Pero los hallazgos no deben ser motivo de alarma, subrayan los científicos.
"No vemos nada que nos preocupe", afirma David Danko, uno de los autores del artículo y director de bioinformática de MetaSUB.
Cutibacterium acnes, una de las 31 especies del "microbioma urbano central".. Foto Bobby Strong/CDC.
"La gente está en contacto con esto todo el tiempo".
Y añadió: "No queremos que la gente se asuste de estos microbios, porque son parte del ecosistema en el que vivimos los humanos."
Señores del metro
La recolección de muestras para el nuevo estudio comenzó en 2015, después de que la investigación de Mason sobre los microbios del sistema de metro de la ciudad de Nueva York atrajera el interés internacional.
En respuesta, creó el consorcio MetaSUB para estudiar los microbios presentes en ciudades de todo el mundo.
Equipos de investigadores y voluntarios se desplegaron por los sistemas de transporte masivo de 60 ciudades, recogiendo miles de muestras entre 2015 y 2017.
Los colores en un mapa de calor MetaSUB indican la abundancia relativa de los taxones, en este caso, Micrococcus luteus. Foto MetaSUB
Tomaron muestras de una gran variedad de superficies, como tornillos, barandas, quioscos de venta de tickets y bancos dentro de las estaciones de transporte y los vagones de subte.
A un puñado de ciudades que no tenían sistemas de metro, los equipos se centraron en el sistema de autobuses o trenes.
Las expediciones de muestreo subterráneo de los científicos a menudo llamaban la atención.
Algunos viajeros sentían tanta curiosidad que se unían a los voluntarios que tomaban muestras, mientras que otros insistían en que no querían saber en absoluto lo que vivía en los postes del metro.
En ocasiones, los pasajeros no entendían lo que hacían los investigadores con sus pequeños hisopos.
"Un hombre nos agradeció efusivamente que limpiáramos el metro", dijo Mason.
Los investigadores también recogieron muestras de aire de los sistemas de tránsito de seis ciudades -Nueva York, Denver, Londres, Oslo, Estocolmo y Hong Kong- para un artículo complementario sobre el "microbioma del aire" que se publicó el miércoles en la revista Microbiome.
"Esto es enorme", dijo Erica Hartmann, microbióloga de la Universidad de Northwestern que no participó en el estudio.
"El número de muestras y la diversidad geográfica de las mismas: no tiene precedentes".
A continuación, el equipo extrajo y secuenció el ADN de cada muestra para identificar las especies que contenía.
En total, en todas las muestras de superficie, encontraron 4.246 especies conocidas de microorganismos.
Dos tercios de ellas eran bacterias, mientras que el resto eran una mezcla de hongos, virus y otros tipos de microbios.
Pero eso era sólo el principio.
También encontraron 10.928 virus y 748 tipos de bacterias que nunca se habían documentado.
"Pudimos comprobar que eran reales - son microorganismos - pero no figuran en ninguna base de datos", afirma Daniela Bezdan, antigua directora ejecutiva de MetaSUB y actual investigadora asociada del Hospital Universitario de Tubinga (Alemania).
Según los expertos, la gran mayoría de estos organismos probablemente suponen un riesgo mínimo para los seres humanos.
Es probable que casi todos los nuevos virus encontrados sean bacteriófagos, es decir, virus que infectan a las bacterias, dijo Danko.
Además, la secuenciación genética no puede distinguir entre los organismos que están muertos y los que están vivos, y ningún entorno es estéril.
De hecho, nuestro cuerpo depende de una comunidad rica y dinámica de microbios para funcionar correctamente.
"Creo que lo más importante es no asustarse", dijo Noah Fierer, microbiólogo de la Universidad de Colorado Boulder, que no participó en la investigación.
"La mayoría de ellos no son patógenos, la mayoría son probablemente inocuos, y algunos pueden ser realmente beneficiosos".
Algunos de los nuevos microbios encontrados también podrían resultar ser fuentes de nuevos fármacos u otros compuestos útiles.
"La cantidad de diversidad microbiana es incomprensiblemente grande", dijo Hartmann.
"Hay tantas cosas ahí fuera que no entendemos realmente, y podría haber todo tipo de biotecnologías ingeniosas y todo tipo de químicas divertidas de las que aún no somos conscientes".
Firmas de la ciudad
En esta enorme colección de microbios, sin embargo, los científicos fueron capaces de identificar 31 especies de bacterias, lo que llamaron el "microbioma urbano central", que estaban presentes en casi todas las muestras de cada ciudad.
Aproximadamente la mitad de estas especies son bacterias que suelen vivir en el cuerpo humano, especialmente en la piel.
Entre ellas se encuentran el Cutibacterium acnes, que se alimenta de la grasa de nuestra cara, y el Micrococcus luteus, que contribuye a la producción de olor corporal al descomponer los compuestos de nuestro sudor.
Los científicos descubrieron que las bacterias de la piel también constituyen la mitad de los microbios que se arremolinan en el aire.
El microbioma central también contenía bacterias del suelo, así como algunas especies más inesperadas, como Modestobacter marinus, que suele asociarse con el océano.
Los investigadores no están seguros de por qué está en las estaciones de metro del mundo, pero su alta tolerancia a la sal y su capacidad para soportar la radiación pueden hacerla especialmente resistente; se sabe que crece bien en la piedra.
De hecho, varias de las especies del microbioma central tienen características similares que pueden ayudarles a sobrevivir en entornos aparentemente inhóspitos.
"Una barandilla de acero no es probablemente un lugar agradable para vivir, pero puede que se hayan adaptado para sobrevivir allí", dijo Mason.
Por el momento, ésta es sólo una de las posibles teorías.
"Todavía no podemos dar una respuesta satisfactoria a lo que hacen realmente algunas de estas cosas", dijo Danko.
Más allá de este microbioma central, había una enorme variación entre ciudades.
Se observaron algunas agrupaciones geográficas: Los perfiles microbianos de las ciudades norteamericanas y europeas eran distintos de los de las ciudades de Asia oriental.
Y cuanto más cerca estaban dos ciudades, en promedio, más similares eran sus perfiles microbianos.
De hecho, las firmas microbianas de las ciudades eran lo suficientemente distintivas como para que los científicos pudieran identificar, con un 88% de precisión, de dónde procedía una muestra.
"Dame tu zapato, y si lo secuencio, probablemente podría decirte de qué parte del mundo venís", dijo Mason.
No está del todo claro a qué se deben estas diferencias.
El clima y la geografía desempeñan algún papel.
Las ciudades más cercanas al ecuador presentaban una mayor diversidad microbiana que las más alejadas, mientras que algunas ciudades costeras tenían microbios típicamente asociados al agua.
También es posible que los viajeros de diferentes ciudades desprendan diferentes microbios de sus cuerpos.
Investigaciones anteriores han demostrado que el microbioma humano varía individualmente según la edad, el sexo, la geografía y una serie de factores relacionados con el estilo de vida, como la dieta y el uso de medicamentos.
"Lo que podemos especular, basándonos en otros estudios, es que la microbiota de la piel humana puede ser un reflejo de la demografía de las personas que se desplazan al trabajo, que es diferente entre las ciudades", afirma Marius Dybwad, científico principal del Norwegian Defence Research Establishment que dirige la iniciativa del aire de MetaSUB.
Pero hay muchas cosas que siguen siendo un misterio, y muchas variaciones que siguen sin explicación.
"Probablemente no haya una sola explicación", afirma Fierer, de la Universidad de Colorado Boulder.
"Puede que en algunas ciudades haya más tierra que sopla, o diferentes alimentos, o diferentes plantas que aportan microbios al aire que aterrizan en la superficie, o diferentes prácticas de higiene; es decir, hay cientos de explicaciones diferentes. Pero es genial que lo hayan visto".
Resistencia persistente
Los investigadores también compararon las secuencias genéticas que encontraron con bases de datos de genes que pueden dar a los microorganismos la capacidad de frustrar los antibióticos y otros compuestos antimicrobianos.
Estos "genes de resistencia a los antimicrobianos" estaban muy extendidos, presentes en muestras de aire y de superficie de todas las ciudades, pero su tipo y abundancia variaban enormemente de una ciudad a otra.
"No me sorprende que hayan identificado genes de resistencia a los antimicrobianos", dijo Hartmann.
"Están por todas partes, y la resistencia a los antimicrobianos es una función antigua que es muy anterior a los seres humanos y a los usos humanos de los antimicrobianos".
Los microorganismos utilizan sus propios compuestos antimicrobianos, fabricados por ellos mismos, para combatir a otros microbios, y la resistencia a los antimicrobianos es una adaptación natural; encontrar estos genes no significa que haya superbacterias peligrosas al acecho en nuestros subterráneos.
"No es posible inferir nada sobre el riesgo para la salud sólo a partir de esta información", dijo Dybwad.
"No tenemos pruebas que demuestren que los organismos están realmente vivos y son metabólicamente activos".
Un catálogo mundial de genes de resistencia a los antimicrobianos podría, en última instancia, ayudar a los científicos a comprender mejor las defensas biológicas que han desarrollado los microbios y ayudar a los funcionarios de salud pública a vigilar los genes de resistencia que podrían ser frecuentes en su zona.
"¿Podemos dar algún tipo de aviso sobre lo que hay que buscar?" dijo Danko.
"¿Podemos rastrear la propagación de bacterias o genes que harán que las bacterias sean resistentes a los antibióticos en el futuro?
¿Podemos utilizar esto como una forma de informar a los departamentos de salud pública en el uso de antibióticos en el futuro?"
Mientras tanto, el trabajo continúa.
Los investigadores del consorcio esperan aprender más sobre la biología y la ecología de las especies que están encontrando, así como sobre cómo podrían influir en la salud humana.
El año pasado empezaron a tomar muestras de hospitales urbanos, aguas residuales y espacios públicos en busca de rastros de SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19.
Y siguen aventurándose en los sistemas de metro del mundo, armados con hisopos estériles y tubos de recogida.
"Seguimos encontrando cosas nuevas", dijo Mason.
"Si dejamos de encontrar nuevas especies, tal vez nos detengamos y digamos: 'Vale, creo que hemos agotado la mayor parte de lo que se puede encontrar en el metro'". (c.2021 The New York Times Company- Clarín)