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Montevideo forma parte del mayor estudio global de microbiomas urbanos

Montevideo forma parte del mayor estudio global de microbiomas urbanos que fueron analizados durante tres años por científicos de todo el planeta. En Uruguay fueron investigadores del Instituto Pasteur los encargados de realizar este relevamiento.

Para ello, tomaron muestras en superficies de sistemas de transporte y otros espacios públicos en 60 ciudades del mundo entre las que estuvo la capital del país.

Este trabajo, que fue publicado este miércoles en la revista Cell, con un artículo complementario publicado en la revistas Microbiome, recolectaron casi 5 mil muestras entre 2014-2017 con el objetivo de identificar el metagenoma de los ambientes urbanos. Esto es el conjunto de genes microbianos presentes en un entorno o ecosistema determinado.

Luego, las muestras se analizaron utilizando una técnia de secuenciación llamada metagenómica shotgun para detectar la presencia de bacterias, arqueas (organismos unicelulares distintos de las bacterias) y virus que utilizan el ADN como material genético.

Para realizar esta investigación, científicos de 60 ciudades de 32 países y seis continentes recolectaron casi 5.000 muestras entre 2014-2017 con el objetivo de identificar el metagenoma de los ambientes urbanos, esto es, el conjunto de genes microbianos presentes en un entorno o ecosistema determinado.

“Otros tipos de virus que tienen ARN como su material genético —como el SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19— no se identificaron”, señala un comunicado al que tuvo acceso Cromo.

Estos resultados demuestran el campo de investigación de la metagenómica. Según aseguraron los investigadores, tiene importantes implicaciones para detectar brotes de infecciones conocidas y desconocidas y para indagar la prevalencia de microbios resistentes a los antibióticos en diferentes entornos urbanos.

La investigación se enmarca en un proyecto llamado Consorcio Internacional MetaSUB (abreviatura de Metagenomics and Metadesign of Subways and Urban Biomes) en el que participa Uruguay.

Luego, las muestras se analizaron utilizando una técnica de secuenciación llamada metagenómica shotgun para detectar la presencia de bacterias, arqueas (organismos unicelulares distintos de las bacterias) y virus que utilizan el ADN como material genético. Otros tipos de virus que tienen ARN como su material genético —como el SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19— no se identificaron.

Estos y otros resultados demuestran que el campo de investigación de la metagenómica tiene importantes implicaciones para detectar brotes de infecciones conocidas y también desconocidas, y para estudiar la prevalencia de microbios resistentes a los antibióticos en diferentes entornos urbanos.

Hallazgos globales

Los resultados de esta gigantesca investigación concluye que cada ciudad tiene su “huella microbiana particular”.

“Si me dieras tu zapato podría decirte con 90% de precisión la ciudad del mundo de dónde vienes”, dice el autor principal Christopher Mason, profesor de Weill Cornell Medicine (WCM). “Cada vez que te sientas en el metro, es probable que te lleves una especie nueva”, agregó Mason, que además es profesor de fisiología y biofísica en Weill Cornell Medicine.

Desde el Instituto Pasteur explicaron que el microbioma (el ecosistema de microorganismos que viven dentro y alrededor de cada persona) está influenciada por factores como la densidad de población, la elevación de la ciudad, la proximidad al océano y el clima, entre otros.

“Una muestra tomada en la costa puede contener microbios amantes de la sal, mientras que una muestra de una ciudad densamente poblada puede mostrar una biodiversidad sorprendente”, dijo David Danko, otro de los coordinadores del trabajo junto a Mason y Daniela Bezdan.

Además de las firmas microbianas distintivas de cada ciudad, el análisis reveló un conjunto básico de 31 especies que se encontraron en 97% de las muestras en las áreas urbanas analizadas.

Nuevas especies microbianas

En todas las ciudades analizadas, los investigadores identificaron 4.246 especies de microorganismos urbanos conocidas y otras 11.676 desconocidas, de las cuales 10.928 correspondieron a virus y 748 a bacterias.

En base a esta experiencia, también concluyeron que cualquier muestreo futuro probablemente encuentre nuevas especies, lo que destaca el potencial de descubrimientos relacionados con la diversidad microbiana.

“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”, dice Mason.

En base a las casi 5.000 muestras analizadas, los investigadores pudieron mapear algunos genes de resistencia a antimicrobianos (RAM) y cuantificar su abundancia, y observaron que están muy extendidos en las ciudades, aunque algunas ciudades tenían más que otras.

MetaSUB y Uruguay

MetaSUB se origina en 2013, cuando Mason empezó a recolectar y analizar muestras microbianas en el sistema de metro de Nueva York. Después de publicar sus primeros hallazgos fue contactado por investigadores de todo el mundo que querían hacer estudios similares en sus propias ciudades. Entonces, desarrolló un protocolo para recolectar las muestras y publicó un video instructivo en YouTube. Las muestras se recolectaron con hisopos libres de ADN y ARN y se enviaron a un laboratorio en WCM para su análisis.

El interés mundial inspiró a Mason en 2015 a crear el Consorcio MetaSUB, que desde entonces se ha expandido para pasar de superficies duras de sistemas de transporte y hospitales, para incluir también muestras de aire, agua y aguas residuales en diferentes entornos urbanos.

El grupo también ha realizado estudios de amplio alcance que incluyen un análisis microbiano integral de las superficies de la ciudad de Río de Janeiro y sus mosquitos antes, durante y después de los Juegos Olímpicos de verano de 2016. También está previsto un proyecto para los Juegos Olímpicos de Tokio 2021.

Uruguay participa en MetaSUB desde 2016 a través del análisis del microbioma de las aguas residuales urbanas, en búsqueda de patógenos y resistencia a antibióticos. De hecho, el trabajo del Laboratorio de Genómica Microbiana del Institut Pasteur Montevideo en el contexto de MetaSUB, llevó a la creación dentro del consorcio de dos nuevos proyectos denominado MetaSEW y MetaCOV. MetaSEW está enfocado en el análisis metagenómico de aguas residuales en distintas ciudades mientras que MetaCOV tiene el mismo objetivo, pero específicamente enfocado en el estudio del SARS-CoV-2 en aguas residuales.




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