Un equipo internacional de investigadores dice que cada ciudad tiene su propia huella digital, en forma de patógenos. El estudio genético más grande jamás realizado sobre microbiomas urbanos (que incluye tanto las superficies como el aire en 60 ciudades de todo el mundo) informa que cada ciudad tiene su propia huella microbiana. El proyecto secuenció y analizó muestras de sistemas de transporte público y hospitales en ciudades de todo el mundo, identificando miles de virus, bacterias y dos arqueas que no se encuentran en las bases de datos de referencia.
Aproximadamente 4.730 muestras diferentes, tomadas de ciudades de seis continentes en el transcurso de tres años, se utilizaron como parte de este estudio, explica el equipo. El análisis también reveló un conjunto de 31 especies que se encontraron en el 97% de las muestras.
Microúnico
“Cada ciudad tiene su propio ‘eco molecular’ de los microbios que la definen”, dice el autor principal Christopher Mason, profesor de Weill Cornell Medicine (WCM) y director de la Iniciativa WorldQuant para la Predicción Cuantitativa.
“Si me dieras tu zapato, podría decirte con un 90% de precisión la ciudad del mundo de donde vienes”.
Este estudio es el primer catálogo mundial sistemático de ecosistemas microbianos urbanos, según los autores. A pesar de la amplitud de los resultados aquí, el equipo confía en que cualquier muestreo posterior de este tipo continuará encontrando nuevas especies.
El documento tiene sus raíces en 2013, cuando Mason comenzó a recolectar y analizar muestras microbianas en el sistema de metro de la ciudad de Nueva York. Después de publicar sus hallazgos, Mason fue contactado por otros investigadores de todo el mundo que querían realizar análisis similares en sus propias ciudades. Así que elaboró un protocolo que podían seguir y lo publicó en YouTube. Las muestras debían recolectarse utilizando hisopos libres de ADN y ARN y enviarse a un laboratorio en WCM para su análisis junto con los controles. La mayor parte de la parte del análisis fue manejada por una supercomputadora del entorno de descubrimiento de ciencia e ingeniería extrema (XSEDE) en Pittsburgh. Dos años después, en 2015, Mason creó el Consorcio Internacional MetaSUB (Metagenomics and Metadesign of Subways and Urban Biomes) para manejar mejor todos los datos que la gente le enviaba. Ahora llegaban muestras de aire, agua y aguas residuales de todo el mundo, además de las de superficies duras.
Dichos estudios genómicos pueden ayudar a detectar brotes de infecciones conocidas y desconocidas y pueden ayudarnos a controlar los niveles de microbios resistentes a los antibióticos en diferentes entornos urbanos. También es una herramienta muy útil a la hora de analizar la evolución de la vida microbiana.
“Hay millones de especies en la Tierra, pero tenemos una referencia completa y sólida del genoma de sólo 100.000 a 200.000 en este momento”, dice Mason, y explica que el descubrimiento de nuevas especies puede ayudar con la construcción de árboles genealógicos microbianos para ver cómo diferentes especies están relacionadas entre sí.
“Según los datos de secuencia que hemos recopilado hasta ahora, ya hemos encontrado más de 800.000 nuevas matrices CRISPR”, dice. Además, los hallazgos indican la presencia de nuevos antibióticos y pequeñas moléculas anotadas de grupos de genes biosintéticos (BGC) que son prometedores para el desarrollo de fármacos.
Estas muestras dieron lugar a los resultados publicados en este artículo: se identificaron 4.246 especies conocidas de microorganismos en todo el mundo, 31 de las cuales estaban presentes en el 97% de todas las muestras de áreas urbanas.
“Uno de los siguientes pasos es sintetizar y validar algunas de estas moléculas y los grupos de genes biosintéticos (BGC) pronosticados, y luego ver qué hacen desde el punto de vista médico o terapéutico”, dice Mason. “La gente a menudo piensa que una selva tropical es una abundancia de biodiversidad y nuevas moléculas para terapias, pero lo mismo ocurre con una barandilla o un banco del metro”.
El artículo Un mapa metagenómico global de microbiomas urbanos y resistencia a los antimicrobianos ha sido publicado en la revista Cell.
Fuente: ZME Science.
