Prescindir del huésped: la transmisión de la tuberculosis no sólo depende del patógeno
El solapamiento geográfico entre el patógeno y el huésped tiene una influencia mensurable en la transmisibilidad del patógeno de la tuberculosis
En todo el mundo existen diferentes grupos de bacterias de la tuberculosis con distinta distribución regional: algunas son generalistas y pueden encontrarse en muchos continentes, mientras que otras tienen una propagación muy limitada. Un equipo internacional de investigadores ha podido demostrar ahora por primera vez que las cepas especializadas se propagan más eficazmente entre hospedadores adecuados de la misma zona geográfica, mientras que las cepas generalistas pueden propagarse en poblaciones de hospedadores diferentes de diversos entornos geográficos. La transmisibilidad de la tuberculosis depende, pues, no sólo del agente patógeno o del hospedador, sino también de su combinación.
Micrografía electrónica de barrido de un macrófago humano a 15000 aumentos tras la fagocitosis de M. africanum inactivado e irradiado con Y.
Susanne Homolka/FZB
Con más de 1,4 millones de muertes al año, la tuberculosis sigue siendo una de las enfermedades infecciosas más peligrosas en todo el mundo. En el mundo se encuentran un total de diez líneas genéticas diferentes del patógeno, patógenos del complejo Mycobacterium tuberculosis (Mtbc) : Las cepas del linaje L4 son más comunes en Europa y Norteamérica, mientras que las cepas del linaje L2 predominan en Asia. África es el único lugar donde se encuentran regularmente cepas de los linajes 5 y 6. Mientras que las cepas de los linajes L2 y L4 están muy extendidas y son comunes, las cepas de algunos linajes de la región africana rara vez se han aislado fuera del continente y tienen una distribución geográfica limitada.
Por lo tanto, se supone que los linajes geográficamente restringidos del Mtbc se propagan más eficazmente entre huéspedes simpátricos ("encajantes"), es decir, los de la misma zona geográfica, y muestran una menor transmisibilidad entre huéspedes alopátricos ("no encajantes"), es decir, personas de diferentes regiones geográficas. Hasta ahora, sin embargo, esta suposición no podía demostrarse, ya que no existían grandes conjuntos de datos con datos clínicos de tuberculosis y secuencias de alta resolución del patógeno.
Ahora, un equipo internacional de científicos del Centro de Investigación Borstel, el Centro Pulmonar Leibniz, la Charité - Universitätsmedizin de Berlín y la Facultad de Medicina de Harvard en Boston ha logrado demostrar esta hipótesis por primera vez: Utilizando el genoma del patógeno y datos de rastreo de contactos de 2.279 casos de tuberculosis vinculados a 12.749 contactos sociales de tres ciudades de baja incidencia, los investigadores pudieron demostrar que las cepas de linajes de Mtbc geográficamente restringidos son menos transmisibles que las cepas de linajes que tienen una amplia distribución mundial. Los datos proceden de Hamburgo, Nueva York y Ámsterdam y se recopilaron en colaboración con las respectivas autoridades sanitarias. El equipo pudo demostrar que la exposición alopátrica patógeno-hospedador, en la que el patógeno y el hospedador proceden de zonas que no se solapan, tenía un 38% menos de probabilidades de infectar a las personas en contacto que la exposición simpátrica.
Estas observaciones epidemiológicas fueron corroboradas por experimentos de laboratorio. Utilizando un modelo de infección de macrófagos, se demostró que tras la primera exposición se observaba una menor captación y crecimiento de células de cepas de Mtbc en macrófagos alopátricos. Estos estudios respaldan los resultados del análisis epidemiológico y se ampliarán a otras combinaciones huésped-cepas en futuros proyectos.
Los investigadores concluyen que la coexistencia a largo plazo de cepas de Mtbc y humanos ha dado lugar a una transmisibilidad diferente de las cepas de Mtbc y que ésta difiere en función de la población humana. "Estas diferencias en la transmisibilidad significan que las cepas de linajes de Mtbc geográficamente restringidos tienen una barrera a su capacidad de propagarse a otras regiones geográficas", afirma el Dr. Dr. Matthias Gröschel, primer autor del estudio y médico de la Red de Especialidades de Enfermedades Infecciosas y Medicina Respiratoria de Charité. "En trabajos posteriores, ahora queremos aspirar a comprender las bases moleculares de las infecciones alopátricas y simpátricas".
Esta información puede ser útil en el futuro para personalizar las investigaciones ambientales y, por ejemplo, para rastrear con mayor prioridad los contactos de alto riesgo, como los contactos simpátricos huésped-patógeno. Estos mecanismos específicos de virulencia también podrían ser importantes para el desarrollo de fármacos.
"Por primera vez, el trabajo permite una comprensión más precisa de la interacción huésped-patógeno en la tuberculosis a nivel global", afirma el Prof. Stefan Niemann, responsable del estudio en el Centro de Investigación Borstel, Centro Pulmonar Leibniz. "Estamos trabajando intensamente para dilucidar los mecanismos patobiológicos".
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Publicación original
Matthias I. Gröschel, Francy J. Pérez-Llanos, Roland Diel, Roger Vargas, Vincent Escuyer, Kimberlee Musser, Lisa Trieu, Jeanne Sullivan Meissner, Jillian Knorr, Don Klinkenberg, Peter Kouw, Susanne Homolka, Wojciech Samek, Barun Mathema, Dick van Soolingen, Stefan Niemann, Shama Desai Ahuja, Maha R. Farhat; "Differential rates of Mycobacterium tuberculosis transmission associate with host–pathogen sympatry"; Nature Microbiology, 2024-8-1
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