martes, 25 de noviembre de 2014

Los Australopithecus también tenían brucelosis

Las lesiones vertebrales encontrados en fósiles de Australopithecus son compatibles con una brucelosis

La brucelosis es una enfermedad del ganado (ovejas, cabras, vacas, cerdos, …) y una de las zoonosis más extendida, con más de 500.000 casos en humanos cada año. Lo más frecuente es que la brucelosis humana esté causada por la especie Brucella melitensis y que nos infectemos por consumir productos lácteos no pasterizados o por el contacto con animales enfermos. Si no se trata, la brucelosis puede cronificarse y acabar con problemas óseos y articulares (espondilitis), cardiacos e incluso neurológicos.

Recuperan el genoma de la bacteria Brucella melitensis de hace 700 años de antigüedad

Ahora (1), un grupo de investigadores han secuenciado un nódulo calcificado de un esqueleto datado hacia mediados del siglo XIV de un hombre de unos 50 años enterrado en el asentamiento medieval de Geridu, en Italia. Según los historiadores, este asentamiento medieval fue abandonado definitivamente en el año 1.426. El esqueleto presentaba 32 nódulos calcificados en la pelvis. Extrajeron el ADN del interior de uno de los nódulos y lo secuenciaron. La técnica que han empleado se denomina “shotgun metagenomic” que consiste en una secuencia masiva de todo el ADN presente en la muestra. Descubrieron así secuencias que corresponden al genoma de Brucella melitensis con fragmentos típicos que aparecen en el ADN antiguo, lo que confirma su origen medieval. Además, el análisis de los polimorfismos en un solo nucleótido (single-nucleotide polymorphisms, SNPs) y los patrones de deleciones e inserciones de la secuencia IS711 de Brucella, sugiere que este genoma medieval de Brucella está relacionado con aislamientos italianos recientes de Brucella, en concreto con B. melitensis grupo Ether. Este trabajo demuestra que la brucelosis ha estado presente en la región mediterránea desde hace cientos de años.

Una bacteria que nos ha acompañado a lo largo de nuestra propia evolución


Australopithecus africanus, también denominado Australopithecus  fragilis, es un grupo de homínido fósil de Sudáfrica. Los primeros restos fósiles, el cráneo de un niño conocido como “el niño de Taung”, fueron descubierto en 1924. Este grupo abarca desde el Plioceno superior hasta el Pleistoceno inferior, desde menos de 3 millones de años de antigüedad hasta más de 2 millones, aproximadamente. Como otros Australopithecus, tenía una marcha bípeda, aunque aún conservaba costumbres arborícolas. Su peso promedio era de 41 kg para los machos y de 30 kg para las hembras, con una estatura de 1,50 m.

Pero muy probablemente la brucelosis es una enfermedad mucho más antigua. Se han descrito lesiones óseas en esqueletos de la edad de bronce, que podrían ser debidas a una brucelosis. Quizá lo más curioso es el análisis paleopatológico hecho a un esqueleto parcial de un homínido del Plioceno, un adulto Australopithecus africanus de Sudáfrica datado entre 1,5 y 2,8 millones de años de antigüedad. En este trabajo, publicado en 2009 en PLoS ONE (2), sugieren que las lesiones vertebrales (espondilitis deformante) encontrados en este esqueleto no fueron causadas por un trauma, si no por una enfermedad infecciosa, la brucelosis. El análisis macroscópico, microscópico y radiológico de las lesiones de las vertebras lumbares son consistentes con las lesiones que origina una brucelosis no tratada. Sería la primera vez de un posible caso de infección en homínidos primitivos. Los autores sugieren que la fuente de infección podría ser el consumo de carne de animales infectados: Brucella se ha aislado de animales salvajes africanos como cebras, impalas y distintas especies de antílopes, incluyo primates no humanos. Esta hipótesis de la brucelosis en homínidos de hace más de 2 millones de años tiene importantes implicaciones en la evolución humana, porque sería una evidencia del consumo de carne directamente relacionada con un fósil humano (hasta ahora el consumo de carne se relacionaba con las marcas de cortes que dejan los utensilios en los huesos de animales).

Estos trabajos demuestran que la brucelosis es una enfermedad muy antigua, la secuenciación demuestra que al menos desde le edad media, pero se sugiere quizá llevemos sufriendo la brucelosis, las fiebres de Malta, desde antes de ser Homo sapiens!

(1) Recovery of a medieval Brucella melitensis genome using shotgun metagenomics. Kay GL, et al. MBio. 2014. 5(4):e01337-14.

(2) Possible brucellosis in an early hominin skeleton from sterkfontein, South Africa. D'Anastasio R, et al. PLoS One. 2009. 4(7):e6439.

martes, 18 de noviembre de 2014

Diez razones por las que no te puedes perder este MOOC sobre “Los microbios que te rodean”

1. Porque es un curso on line y de libre acceso
Todo el material del curso (vídeos, textos complementarios, ejercicios de autoevaluación y lecturas recomendadas) es de libre acceso on line.

2. Porque está recomendado por la Sociedad Española de Microbiología
El grupo de Docencia y Difusión de la Sociedad Española de Microbiología (SEM) lo recomienda como “una herramienta muy útil, no sólo para divulgación sino también para los alumnos que se inician en la microbiología”.

3. Porque aprenderás lo importante y buenos que son los microorganismos
Hablaremos del origen de la vida y la evolución microbiana, de cómo trabajar con microorganismos en el laboratorio, los extremófilos que viven al filo de lo imposible, el ciclo de la vida y los microbios, biotecnología, biocombustibles, biorremediación y biodegradación, la microbiota y nuestros microbios.


4. Porque veremos “el lado oscuro” de los microbios
Enfermedades infecciosas, bacterias resistentes a los antibióticos, relación entre cáncer y microorganismos, qué son los antibióticos y cómo funcionan las vacunas, consecuencias del uso de antimicrobianos fraudulentos.

5. Porque incluye temas tan de actualidad como el Ébola
Incluye un anexo especial con preguntas y respuestas sobre el virus Ébola.

6. Porque seguro que este MOOC lo terminarás
Este MOOC incluye siete unidades que deben hacerse secuencialmente. Exige una dedicación de poco más de dos hora semanales. Hablaremos de forma rigurosa pero con un lenguaje sencillo, ameno y muy divulgativo.

7. Porque tenemos más de 20 años de experiencia
Más de dos décadas de dedicación a la docencia universitaria y a la investigación científica avalan la calidad del curso. Desde 2011 compaginamos nuestra labor docente e investigadora con la divulgación científica a través del blog microBIO. Tenemos también experiencia con otros MOOC anteriores, sobre “Pandemias y nuevas infecciones virales”.

8. Porque podrás seguirlo por twitter #microMOOC
Todas las semanas podrás seguir por twitter con el hashtag #microMOOC un resumen de lo más importante de cada módulo. Te ayudará a afianzar los conocimientos y a ampliar cada módulo con mucha más información.

9. Porque solo necesitas conocimientos básicos de biología
Especialmente dirigido para estudiantes de bachillerato de ciencias, primeros cursos de grados en ciencias, magisterio, periodismo …, profesores de secundaria y bachillerato, periodistas y divulgadores científicos, y público general que le interesan los temas científicos con unas nociones muy básicas de biología general.

10. Porque comenzamos el 24 de noviembre
Ya te puedes inscribir en la plataforma MiriadaX. Hay más 3.500 inscritos y todavía te puedes inscribir!

miércoles, 12 de noviembre de 2014

Las bacterias también sufren el “jet lag”

Los cambios en el reloj biológico, como el “jet lag”, causan fluctuaciones en la microbiota intestinal

El reloj biológico son las oscilaciones que permiten anticiparse a las variaciones diurnas de las condiciones ambientales y que relacionan los procesos fisiológicos con el tiempo geofísico. En los mamíferos existen varios reguladores transcripcionales que se expresan más o menos según sea la fase, luminosa u oscura. Además varias hormonas y señales neuronales también están sujetas a este ciclo diurno de luz/oscuridad o día/noche. Así, existen varios procesos biológicos, desde el metabolismo hasta la inmunidad, que se sincronizan según fluctuaciones diurnas. Hoy en día es frecuente la alteración de este reloj biológico, por ejemplo al cruzar distintos husos horarios en los vuelos internacionales, una experiencia que se conoce como “jet lag”. Sabemos que estas alteraciones pueden estar asociadas a cambios en la fisiología y a una mayor tendencia a sufrir problemas metabólicos, como obesidad y diabetes, cardiovasculares o una mayor susceptibilidad a las infecciones. Pero el mecanismo concreto por el cual los cambios en los ritmos diurnos pueden contribuir a estos problemas fisiológicos se desconocen.


En las bacterias también existen algunos factores que se regulan de forma cíclica, anticipándose a cambios diurnos ambientales, pero se desconoce si esa actividad rítmica existe en ecosistemas microbianos complejos, como por ejemplo la microbiota intestinal. Sabemos que la microbiota intestinal influye en muchos procesos fisiológicos del huésped, como la digestión, el metabolismo, la maduración del sistema inmune, incluso el comportamiento.

Pero, ¿es posible que nuestra microbiota siga unos ritmos diurnos y cambie su composición y función?, ¿o que las alteraciones de nuestro reloj biológico influya también en nuestros microbios? A estas y otras preguntas intenta contestar un trabajo del Instituto Weizmann publicado en la revista Cell.

La mayor parte del trabajo se ha realizado en ratones. Han analizado la microbiota intestinal a lo largo del día, tomando muestras cada 6 horas en dos ciclos de luz/oscuridad. Comprobaron que un 15% de las bacterias cambiaba de cantidad a lo largo del ciclo, sobre todo Clostridium, Lactobacillus y Bacteroides. Por ejemplo, Lactobacillus reuteri tiende a disminuir en la fase de oscuridad mientras que Dehalobacterium por el contrario aumenta. Comprobaron también que esas fluctuaciones no eran sólo en la composición de la microbiota si no también en su función: existía unos perfiles de expresión de genes específicos para esos ciclos de luz/oscuridad.


La microbiota intestinal cambia según el ciclo noche/día y está influenciada por los ritmos de alimentación

También han empleado un tipo de ratones deficientes en el control de los ciclos circadianos, es decir, sin reloj biológico. En estos ratones, la microbiota no se ve influenciado por esos cambios de luz/oscuridad, lo que demuestra que el reloj biológico del huésped es necesario para esas fluctuaciones diurnas de la composición y función de la microbiota intestinal.

Además, han sometido a los ratoncitos a un “jet lag” experimental, exponiéndolos a cambios de ciclos de 8 horas cada tres días durante varias semanas. Comprobaron que el “jet lag” del ratón disminuyó totalmente los ritmos de oscilación de la población bacteriana y cambió la composición de la microbiota, lo que se podía asociarse además con cambios en el balance metabólico de los animales.

Por último, los autores han querido comprobar si estos efectos del “jet lag” demostrados en la microbiota de los ratones ocurre también en humanos. Desgraciadamente solo han empleado muestras de dos personas que viajaron desde EE.UU. a Israel.  Los resultados, que en realidad se pueden considerar una prueba de concepto, sugieren que también la microbiota intestinal humana sufre oscilaciones diurnas en su composición y función que podrían contribuir a alteraciones en el balance metabólico, como la obesidad o la intolerancia a la glucosa.

Aunque son necesarios más estudios en humanos, estos resultados evidencian de que existe un coordinación mutua entre los ritmos diurnos, el huésped y la microbiota intestinal y que su alteración puede ser causa de problemas metabólicos. En realidad, seguimos sin saber las causas, pero debe existir una regulación cruzada y dependiente entre el reloj biológico, nuestra salud y nuestros microbios.

Transkingdom Control of Microbiota Diurnal Oscillations Promotes Metabolic Homeostasis. C. A. Thaiss, et al. Cell. 2014. 159 (3): 514–529. DOI: 10.1016/j.cell.2014.09.048