Publicado 27/05/2021 07:54CET

Cada ciudad tiene una huella microbiana característica

Ciudad de Nueva York
Ciudad de Nueva York - GOBIERNO

   MADRID, 27 May. (EUROPA PRESS) -

   Un consorcio internacional ha presentado el mayor estudio metagenómico mundial de microbiomas urbanos, que abarca tanto el aire como las superficies de varias ciudades. Secuenció y analizó muestras recogidas en sistemas de transporte público y hospitales de 60 ciudades de todo el mundo, y ha descubierto que cada una tiene una huella microbiana característica.

   El estudio, publicado en la revista 'Cell', incluye un análisis y una anotación exhaustivos de todas las especies microbianas identificadas, entre ellas miles de virus y bacterias y dos arqueas que no se encuentran en las bases de datos de referencia.

   Cada ciudad tiene su propio "eco molecular" de los microbios que la definen", afirma el autor principal, Christopher Mason, profesor del Weill Cornell Medicine (WCM), en Estados Unidos, 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 la que procedes", asegura.

   Los resultados se basan en 4.728 muestras de ciudades de seis continentes tomadas a lo largo de tres años, caracterizan los marcadores regionales de resistencia a los antimicrobianos y representan el primer catálogo mundial sistemático del ecosistema microbiano urbano.

   Además de las distintas firmas microbianas en varias ciudades, el análisis reveló un conjunto básico de 31 especies que se encontraron en el 97% de las muestras en todas las zonas urbanas muestreadas.

   Los investigadores identificaron 4.246 especies conocidas de microorganismos urbanos, pero también descubrieron que cualquier muestreo posterior seguirá encontrando probablemente especies que nunca se han visto antes, lo que pone de manifiesto el gran potencial de descubrimientos relacionados con la diversidad microbiana y las funciones biológicas que aguardan en los entornos urbanos.

   Este proyecto comenzó en 2013, cuando Mason empezó a recoger y analizar muestras de microbios en el metro de Nueva York. Tras publicar sus primeros hallazgos, se pusieron en contacto con él investigadores de todo el mundo que querían hacer estudios similares en sus propias ciudades. Desarrolló un protocolo de recogida de muestras y publicó un vídeo explicativo en YouTube.

   Las muestras se recogieron con hisopos sin ADN ni ARN y se enviaron al laboratorio del WCM para su análisis, junto con controles positivos y negativos. Gran parte del análisis y el ensamblaje de las secuencias se realiza en un superordenador Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE) de Pittsburgh, que permitió descubrir 10.928 virus y 748 bacterias que no están presentes en ninguna base de datos de referencia.

   El interés mundial inspiró a Mason en 2015 para crear el Consorcio Internacional MetaSUB (abreviatura de Metagenómica y Metadiseño de Subterráneos y Biomas Urbanos), que desde entonces se ha ampliado para recoger muestras del aire, el agua y las aguas residuales, además de las superficies duras.

   El grupo supervisa proyectos como el Día Mundial de Muestreo de Ciudades (gCSD), que se celebra cada año el 21 de junio, y ha realizado estudios de gran alcance, como un análisis microbiano exhaustivo 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. Otro proyecto, iniciado en 2020, se centra en la investigación de la prevalencia del SARS-CoV-2 y otros coronavirus en gatos domésticos, y también está previsto un proyecto para los Juegos Olímpicos de Tokio de 2021.

   La nueva investigación tiene implicaciones para detectar brotes de infecciones tanto conocidas como desconocidas y para estudiar la prevalencia de microbios resistentes a los antibióticos en diferentes entornos urbanos. También puede contribuir a nuevos descubrimientos sobre la evolución de la vida microbiana.

   Los investigadores de MetaSUB en Suiza Andre Kahles y Gunnar Rätsch también publicaron un portal global de secuencias de ADN con capacidad de búsqueda que indexa todas las secuencias genéticas conocidas (incluidos los datos de MetaSUB), que mapea cualquier elemento genético conocido o recién descubierto con su ubicación en la Tierra y puede ayudar a descubrir nuevas interacciones microbianas y funciones putativas.

   "Hay millones de especies en la Tierra, pero sólo tenemos una referencia completa y sólida del genoma de entre 100.000 y 200.000 en este momento", afirma Mason, quien explica que el descubrimiento de nuevas especies puede ayudar a construir árboles genealógicos microbianos para ver cómo se relacionan las diferentes especies entre sí.

   Los hallazgos también tienen muchas aplicaciones prácticas potenciales. "Basándonos en los datos de la secuencia que hemos recogido hasta ahora, ya hemos encontrado más de 800.000 nuevas matrices CRISPR", asegura. Además, los hallazgos indican la presencia de nuevos antibióticos y pequeñas moléculas anotadas a partir de grupos de genes biosintéticos (BGC) que son prometedores para el desarrollo de fármacos.

   "Uno de los próximos pasos es sintetizar y validar algunas de estas moléculas y BGCs predichas, y luego ver qué hacen médica o terapéuticamente --dice Mason--. La gente suele pensar que una selva tropical es un tesoro de biodiversidad y nuevas moléculas para terapias, pero lo mismo ocurre con una barandilla de metro o un banco".

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