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Consejo Nacional para el Entendimiento Público de la Ciencia.

Estrategias genómicas adoptadas por helicoibacter pylori para evitar ser


R. C Zepeda-gurrola + ; X. Guo + Centro De Biotecnología Genómica, Instituto Politécnico Nacional

Helicobacter pylori es una bacteria cuya “casa” es el estómago del ser humano, con quien ha coexistido desde hace 58 000 años. Infecta a más del 50% de la población a nivel mundial; es causante de gastritis, úlcera péptica y cáncer estomacal. Este microorganismo hace uso de estrategias genómicas para no ser “desalojado” del estómago. Tales estrategias incluyen la transferencia horizontal de genes por transformación natural; mutaciones del tipo de las traslocaciones, inversiones, deleciones y duplicaciones; presencia de transposones y una alta proporción de pseudogenes. Para la erradicación de esta bacteria se requieren más estudios genómicos; por ejemplo estudios sobre su reorganización genómica cuando re-infecta después de una terapia de erradicación


Helicobacter pylori

La bacteria Helicobacter pylori coloni- za el tracto gastrointestinal y la cavidad oral del ser humano. Contie-ne de cinco a seis flagelos ; es de forma espiral y tiene dimensiones de 2.5 x 5 μm. Se le denominó H. pylori haciendo referencia a la válvula estomacal denominada píloro.


H. pylori fue descubierta en 1983 por Barry Marshall y Robin Warren, a partir de un aislado de mucosa esto-macal de un paciente con gastritis ; siendo ellos los pioneros en lograr el cultivo de esta bacteria, motivo por el que obtuvieron el Premio Nobel de Medicina en el año 2005. Para


comprobar que H. pylori era causante de gastritis, Marshall bebió un culti-vo de este microorganismo; desarro-llando posteriormente la enferme-dad.


La asociación entre H. pylori y el ser humano data de aproximadamente 58 000 años, según un modelo computacional generado por Linz y colaboradores (2007) . El modelo se construyó a partir de las secuencias de ADN (Ácido desoxirribonuclei-co) de 769 bacterias de la especie aisladas de 51 etnias humanas de los cinco continentes. Estos autores también propusieron que H. pylori se dispersó mediante las migraciones humanas a partir del este de África.


Dinámica de la infección, transmisión y prevalencia de Helicobacter pylori


H. pylori infecta a más del 50% de la población humana causando gastri-tis crónica , úlcera duodenal y úlcera péptica ; incluso se ha en- contrando colonizando el tracto gastrointestinal de algunos macacos. La bacteria se considera agente can-cerígeno por la Agencia de Investiga-ción en Cáncer de la Organización Mundial de la Salud, ya que junto con factores tales como la dieta alta en sal y escasa en vitamina C, así como la ingestión de alcohol y nico-tina, es causante de dos tipos de cáncer denominados adenocarci oma gástrico y linfoma asociado a la mucosa .



Se ha propuesto que la vía de transmisión de H. pylori es gastro-oral o fecal-oral, pues se ha aislado a partir de heces, saliva, placa dental y tracto gastrointestinal. Estudios epidemioló-gicos señalan que la infección por esta bacte-ria se relaciona con varios factores, entre los que se encuentra el grado de desarrollo de un país. Por ejemplo, Brasil tiene la mayor inci-dencia (80%) de infección por este microor-ganismo (Pacheco et al., 2008). Otro factor epidemiológico es la higiene y los hábitos alimenticios. En la República Mexicana las regiones de mayor riesgo de infección por H. pylori son las zonas altas del Estado de Chia- pas, pues ahí las diversas etnias presentan mayor incidencia de cáncer gástrico asociado con dicho microorganismo (Guarner et al ., 1993).


La infección por H. pylori en la cavidad gástri- ca (Figura 1) inicia cuando sus flagelos permi-ten que se movilice a través de la capa mucosa del estómago. Posteriormente, la enzima ureasa neutraliza el pH ácido que rodea a la bacteria al convertir la urea en dióxido de carbono y nitrato de amonio. Finalmente, H. pylori secreta toxinas dañinas para las células estomacales (Khan et al. , 2009).


Una de las toxinas secretadas por H. pylori durante la infección es VacA (vacuolating cytotoxin), que provoca la formación de vacuolas ácidas dentro de las células esto- macales. Entre las cepas de H. pylori el gen que codifica para esta toxina tiene variantes debido a una alteración en la señalización de la secuencia de ADN (s1/s2) y/o en la región media de esta secuencia (m1/m2). Si la cepa de esta bacteria posee las variantes s2/m2, VacA no provocará toxicidad; en caso contra-rio, si las variantes de la cepa son s1/m1 o s1/m2, la infección será severa, principal-mente en cuanto a úlcera péptica se refiere (Akhter et al., 2007).


Otra toxina secretada por H. pylori es CagA (cytotoxin- associated gene), que provoca la hipergastrinemia en el estómago. El nom- bre de esta toxina se debe a la correlación que presenta con VacA. De esta manera las cepas se pueden clasificar en dos tipos, las del tipo I contienen el gen cagA y secretan la forma tóxica VacA; las del tipo II carecen del gen cagA y secretan VacA no tóxica. El gen cagA, que codifica para esta toxina, se encuentra localizado en una secuencia del ADN bacte-


riano compuesta por 31 genes de virulencia, denominada Isla de Patogenicidad (PAI). Sin embargo, no todas las cepas de H. pylori poseen el gen cagA; pero las que lo tienen y, por lo tanto secretan VacA tóxica, han causado desde la úlcera péptica hasta el cáncer estomacal.



¿Qué estrategias genómicas emplea H. pylori para no ser desalojada del estómago?


Puesto que la relación entra esta bacteria y el humano data de 58 000 años, se deduce que ha


Otras variantes en la estructura del genoma de la bacteria incluyen la presencia del 5 al 8.7% de genes fragmentados, denominados pseudogenes (Lara-Ramírez et al ., 2011). Los pseudogenes aparentemente han perdido su función; sin embargo, forman parte del reor-denamiento genómico de H. pylori ; permi- tiendo la diversificación de la bacteria.


Por otro lado, H. pylori cuenta con genes dentro de los cuales la secuencia de ADN se repite, de 6 a 15 veces, en una sola unidad (homonucleótido). Estos genes son llamados de contingencia. La mayoría de ellos están implicados en la rápida adaptación a los cam-bios estomacales. La inserción o deleción de un homonucleótido puede influir en el encen-dido o apagado de estos genes Ramírez et al ., op. cit .).


Otra estrategia genómica que H. pylori em-plea para no ser desalojada del estómago, es el uso de transposones. Un transposón es una secuencia de ADN que se intercala al azar, en varias partes del genoma; por lo que son llamadas secuencias "saltarinas". La función de estas secuencias es la de desactivar genes, ya que pueden causar la fragmentación o desapa-rición génica.


En resumen, las estrategias genómicas de H. pylori, para no ser desalojada de su casa o lo que es lo mismo, para sobrevivir en el estó-mago, favorecen su colonización mediante la coevolución con el humano. Por tanto, para la erradicación de esta bacteria se requieren más estudios respecto a su reordenamiento genómico, a fin de inhibir la infección y la reinfección por este microorganismo.


PALABRARIO


  • Adenocarcinoma gástrico: crecimien-to descontrolado y maligno de las células del tejido estomacal.
  • Flagelos: fibras de proteínas que confie-ren motilidad a un organismo.
  • Gastritis: inflamación de la mucosa gástrica.
  • Gastritis crónica: inflamación inespecí- fica de la mucosa que persiste durante un tiempo considerablemente prolongado.
  • Genoma: total del material genético de un organismo.
  • Hipergastrinemia: sobreproducción de ácido gástrico en la cavidad gástrica.
  • Linfoma asociado a la mucosa: cáncer de una parte del sistema inmunológico; donde los linfocitos B se infiltran en las glándulas gástricas.
  • Mutaciones: las mutaciones consisten en cualquier cambio en la secuencia de ADN.
  • Úlcera duodenal: erosión que ocurre en la región intestinal denominada duodeno.
  • Úlcera péptica: erosión que ocurre en el revestimiento del estómago.
  • Vacuola: organelo celular limitado por una membrana: Contiene elementos nutritivos o de desecho.

Xianwu Guo, Nombramiento Actual: Profesor Titu-lar B; Unidad Académica: Biomedici-na Molecular; SNI: Nivel I; Teléfono: (52) (55) 5729 6000 Extensión: 87752
Reyna Cristina Zepeda Gurrola, Estudiante de la Maestría en Biotecnología Genómica, Centro de Biotecnología Genómica del IPN, Tamaulipas.

Fuentes.
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Portada Aleph-Zero

Aleph-Zero No. 61


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Divulgadores. José Adán Vizcaíno Reséndiz + Centro Universitario de Ciencias de la salud, Universidad de Guadalajara; Christian Fernando García Flores + Centro Universitario de los Altos, Universidad de Guadalajara; Jaime Humberto Ramírez Hernández +Facultad de odontología, Universidad Veracruzana; Francisco Javier Gutiérrez Cantú +; Humberto Mariel Murga +; Jairo Mariel Cárdenas 4 + Facultad de Estomatología, Universidad Autónoma de San Luis Potosí; Sonia Villagrán Rueda + Escuela de Psicología, Universidad Autónoma de Zacatecas;.

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