El genoma de la cepa salvadoreña de Helicobacter pylori ELS37

Autora: Maria Teresita Bertoli  de Masferrer

Recientemente Investigadores de la Universidad Dr. José Matías Delgado (UJMD) y Washington University en Saint Louis, Missouri (WUSTL)  hemos  determinado la secuencia completa del genoma de la bacteria patógena gástrica Helicobacter pylori que infectaba un paciente salvadoreño de cáncer gástrico procedente del departamento de Ahuachapán (ELS37). Este es constituye el primer genoma secuenciado de esta bacteria en Centroamérica, y el primer genoma secuenciado de un organismo vivo en El  Salvador y posiciona al país como el tercero en Latinoamérica en tener un privilegio que hasta la fecha solo habían tenido Perú y Venezuela.

Las piezas que conforman el genoma,  se generaron  por una  nueva y poderosa tecnología, que se conoce como pirosecuenciación  o “454”. La compañía MOGene, que se especializa en la secuenciación fue la contratada en esta oportunidad  para la ejecución de esta etapa del proyecto. Posteriormente estas piezas  se ensamblaron  una a una, de la misma forma que se arma un rompecabezas.  Con la ayuda de programas de computación especializados como Geneious, cuya licencia fue donada por la compañía Biomatters de Nueva Zelanda. Los espacios entre las piezas del rompecabezas,  que son conocidos técnicamente como "gaps"  fueron  completados  en el laboratorio del Dr. Berg, de la forma  misma forma mediante la cual se secuenciaban los genomas en el pasado y que  es conocida como secuenciación de “Sanger”. Este paso permitió completar el 100 % de la secuencia del genoma.

 

Las secuencias ahora ordenadas en un genoma de  aproximadamente 1.7 millones de bases, de forma circular han sido depositadas en una base de datos pública, en la Biblioteca de Nacional de Medicina y el Centro Nacional de Biotecnología  de los Estados Unidos (NLM y NCBI) con la idea de que su disponibilidad contribuya a los esfuerzos realizados en diversas partes del mundo encaminados a entender y combatir las enfermedades infecciosas y también el cáncer gástrico, una de las consecuencias de esta infección y mejorar la Salud pública en  El Salvador, América Latina y el mundo.

Este logro es el resultado de investigaciones colaborativas que ya llevan más de diez años entre investigadores de los Estados Unidos y El Salvador en las Escuelas de Medicina  de WUSTL y la UJMD (y la colaboración de médicos del servicio de gastroenterología del Hospital Nacional Rosales (HNSR).  Los investigadores de WUSTL, cuya ayuda ha sido invaluable en la obtención de este logro,  son el Profesor Douglas E. Berg y la Dra. Dangeruta Kersulyte,  el principal colaborador en el  HNSR ha sido el Dr. Mario Alberto Pascacio y en la UJMD la Licda. María Teresita Bertoli de Masferrer, Investigadora y primera autora del proyecto.

Esta bacteria fue descubierta hace apenas 30 años y desde este momento ha sido el foco de atención en materia de investigación de cientos de grupos de investigación en el mundo. Su descubrimiento  por  Barry Marshall y Robin Warren en  Perth Western, en  Australia,  los hizo acreedores  del prestigioso  “Premio Nobel  en Fisiología o Medicina" en el  año 2005. Este microbio, que se conoce ahora, que coloniza el estómago y el duodeno (la parte del intestino mas cercana al estómago) de una gran parte de la población salvadoreña y de más de la mitad de la población mundial es muy importante desde el punto de vista médico. La bacteria es  responsable de la mayor parte de las úlceras gástricas y del cáncer de estómago (uno de los tipos de cáncer más frecuentes y  letales en El Salvador y en la población mundial), de las ulceras duodenales, y de la anemia por deficiencia de hierro e incrementa la susceptibilidad a otros  microbios patógenos causantes de diarrea, incluyendo a la bacteria causante del cólera. A pesar de su rol importante en estas patologías, muchas infecciones son benignas y en algunos casos hasta se ha argumentado que es beneficiosa aunque esta última opinión se mantiene aún de forma controversial.

Barry Marshall y Robin Warren descubrieron la bacteria hace 30 años.

Esta especie bacteriana es genéticamente muy variable. En pocas palabras esto significa que las bacterias que se asilan del estómago  de personas que no conviven juntas son distinguibles una de otras por secuenciación de uno o pocos genes o por estudios de huella genética. Esta enorme diversidad   contrasta con gran uniformidad de otras bacterias como por ejemplo Vibrio cholerae que anualmente causa cientos de muertes por Cólera en el mundo y que ha aparecido nuevamente en la región después del terremoto de Haití.

La infección típicamente comienza en edades tempranas durante la niñez y puede durar toda la vida  si no se recibe un tratamiento. Desafortunadamente, el tratamiento es complicado  en  nuestro medio por el fenómeno de resistencia a  uno de los mejores antibióticos que es el metronidazol, lo cual es común en las bacterias salvadoreñas, o por el elevado costo de los otros  componentes de dicho tratamiento.  Adicionalmente condiciones como la pobre calidad del agua de consumo humano o los malos  hábitos de higiénicos tiene como consecuencia que las personas tratadas se re infecten  con nuevas cepas

El análisis de genomas completos de cepas de distintas regiones del mundo y asociadas  a distintas patologías permitirá a la comunidad científica el diseño de nuevos experimentos encaminados a discernir los mecanismos que conllevan  en los seres humanos al desarrollo o no de patologías, así como al desarrollo de nuevos procedimientos diagnósticos y tratamientos más efectivos. El genoma de H.pylori  HP ELS37  es particularmente importante por tratarse de una cepa aislada de un paciente con cáncer gástrico, una patología crónica con tasas de incidencia muy elevadas en la región centroamericana.  

 Adicionalmente desde la perspectiva antropológica es potencialmente interesante ya que las variaciones genéticas de esta bacteria en distintas poblaciones, han sido utilizadas para obtener nuevas evidencias de la evolución de los seres humanos y los movimientos migratorios  a lo largo de la historia de la humanidad.  Una inspección preliminar del genoma de la cepa salvadoreña sugiere la presencia de genes de origen africano, amerindio y europeo. 

La terminación de la secuenciación de este genoma de Helicobacter pylori  es un tributo al poder de la colaboración científica internacional promovida en igualdad por Washington University en San Luis, MO y la  UJMD sin importar las diferencias de latitudes geográficas. Los costos de este proyecto pionero han sido apartados por los Institutos de Salud (NIH) de los Estados Unidos y la UJMD. Otras organizaciones  internacionales como la  Sociedad Americana para la Microbiología han hecho también aportes al mantenimiento de esta colaboración científica que ya cumplió su primera década.  

Por último el grupo de investigadores pretende continuar los esfuerzo necesarios para la realización de estudios colaborativos con el objetivo de descifrar una parte importante de la información contenida en este y otros genomas a fin de comprender esta infección bacteriana y sus consecuencias con el objetivo de mejorar la salud humana en El Salvador y a nivel mundial.

El Dr. Berg  y Ma. Teresita  Bertoli durante su vista al XIV Congreso de Medicina de la UJMD, con docentes del Departamento de Microbiología. Mayo 2011