Investigadores de Princeton encuentran vínculo entre microbios y cánceres en zorros de California amenazados

¿Pueden los microbios estafilococos provocar cáncer?

Se sabe que los microbios afectan la digestión, estado de ánimo y salud en general, y ahora los investigadores de Princeton han demostrado que un cambio en el microbioma está relacionado con el cáncer, al menos en una subespecie de zorros amenazada que se encuentra solo en una isla frente a la costa de California.

Su investigación sugiere un proceso de varios pasos:Primero, los zorros de Santa Catalina del tamaño de un gato se infestan de ácaros del oído, que cambian el microbioma de los zorros y permiten que se produzca una infección por estafilococos. Mientras Staphylococcus pseudintermedius corre desenfrenado, la infección resistente a los antibióticos provoca una inflamación crónica de las orejas de los zorros. En ese ambiente de tejido inflamado, los tumores pueden florecer. Los investigadores detallaron sus hallazgos en la revista. Ecología molecular .

"Estábamos muy emocionados de encontrar resultados tan claros, "dijo Alexandra DeCandia, el primer autor del artículo y un estudiante de posgrado en el laboratorio de Bridgett vonHoldt, profesor asociado de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Princeton. "Todo lo que encontramos:diversidad de especies reducida, cambios en la composición de la comunidad, sobreabundancia de especies potencialmente patógenas:se ajusta a nuestras expectativas ".

El proyecto comenzó durante los esfuerzos de conservación en la isla Santa Catalina, cuando los investigadores notaron que aproximadamente la mitad de los zorros adultos tenían tumores creciendo en sus oídos. Esa es una de las tasas de tumores más altas jamás observadas en la vida silvestre. lo que provocó un estudio de seguimiento inmediato.

Los primeros trabajos demostraron un vínculo entre la infección por ácaros del oído y el crecimiento tumoral. La mayoría de los investigadores teorizaron que los ácaros del oído producían inflamación crónica, finalmente provocando el crecimiento de tumores. El equipo de DeCandia y vonHoldt quería saber si el microbioma también desempeñaba un papel en este sistema.

Ese enfoque en la diversidad dentro del microbioma hace que su trabajo sea un excelente ejemplo de hacia dónde se moverá el campo en el futuro. Recientemente hemos aprendido lo importante que es el microbioma para la salud de un individuo, ya sea un animal o un humano. Previamente, los científicos solo examinaron parte de la imagen. Ciertamente, no estaban analizando los microbiomas, ni siquiera tenían herramientas para hacerlo. ... Al examinar eso, hemos llegado a comprender que la falta de diversidad en esa comunidad microbiana, combinado con la genética de los zorros, Best nos ayuda a comprender no solo la amenaza de esta enfermedad en particular, sino también de otras enfermedades. Este es realmente un nuevo paradigma para comprender las amenazas a las especies en peligro de extinción ".

George Amato, director de genómica de conservación en el Museo Americano de Historia Natural

Los zorros de Santa Catalina amenazados son una de las seis subespecies de zorros de la Isla del Canal (Urocyon littoralis) que viven en seis de las ocho Islas del Canal frente a la costa del sur de California. Varias de las subespecies, incluidos los de Santa Catalina (U. littoralis catalinae), han logrado rebotes impresionantes desde el borde de la extinción, con el resultado de que todos son increíblemente similares genéticamente, casi clones entre sí.

La casi total falta de diversidad genética de los zorros los convierte en fascinantes sujetos de investigación, dijo DeCandia.

"Normalmente consideramos la diversidad genética como algo bueno y necesario, ", dijo." Mantiene a los organismos sanos, piense en los efectos negativos para la salud asociados con la endogamia, y ayuda a las poblaciones a sobrevivir a cambios inesperados en su entorno. Pero a pesar de no tener casi ninguna variación genética, estos zorros exhiben muy pocos signos de mala salud o depresión endogámica. Eso nos lleva a preguntarnos si otras formas de diversidad, como sus organismos residentes, se convierten en actores importantes en la salud y la inmunidad. Es por eso que enfocamos nuestro estudio en el microbioma y la enfermedad en estos zorros ".

El vínculo entre microbios y cánceres fue un hallazgo inesperado, Dijo DeCandia. "Cuando nos propusimos realizar este estudio por primera vez, simplemente queríamos caracterizar el microbioma en algunos sitios corporales diferentes en los zorros. Así como los naturalistas del siglo XIX se lanzarían a un nuevo hábitat y catalogarían especies, originalmente teníamos la intención de catalogar microbios. Sin embargo, después de observar los canales auditivos más de cerca, encontramos que había mucha variación asociada con el estado de infección por ácaros. Luego, giramos el artículo para enfocarnos casi por completo en los microbios del canal auditivo asociados con la infección por ácaros ".

Con sus colaboradores de Catalina Island Conservancy, limpiaron decenas de zorros para recolectar microbios, luego extrajo el ADN para determinar qué microbios estaban presentes en todas sus muestras y en qué abundancia relativa.

"Dado que los microbios existen dentro de una comunidad, la proporción relativa importa, "Dijo DeCandia.

Descubrieron que los conductos auditivos infectados por ácaros tenían comunidades microbianas significativamente diferentes a las de los oídos no infectados. La riqueza general de especies fue menor, y la abundancia relativa se inclinó hacia una especie bacteriana:S. pseudintermedius, que es común en los cánidos (incluidos los perros) y puede convertirse en un patógeno oportunista cuando las comunidades se ven afectadas, como por una infestación de ácaros.

El microbio de estafilococo luego forma biopelículas resistentes a los antibióticos que son "increíblemente difíciles" de erradicar para el sistema inmunológico. dijo DeCandia. Como resultado, esta cepa de estafilococo está relacionada con la inflamación crónica en muchas especies.

Los investigadores todavía están tratando de aclarar las relaciones de causa y efecto, por ejemplo, si los ácaros traen los microbios de estafilococos o si estuvieron presentes pero latentes hasta que los ácaros causaron suficiente daño estructural para permitir que el estafilococo tuviera un auge de población, pero la cadena de correlaciones es clara:la infección por ácaros está relacionada con una proliferación de S. pseudintermedio, que está relacionada con la inflamación crónica asociada con la tumorigénesis.

Una de las principales preguntas pendientes es por qué, de las seis subespecies de zorros de Channel Island, solo tres tienen ácaros y solo uno, los zorros de la isla Catalina, muestra un crecimiento tumoral significativo.

El nuevo estudio refuerza la investigación anterior en la que los miembros del laboratorio de vonHoldt, incluido Kennedy Leverett de la Clase de 2020, estudiaron los cambios en el microbioma de la piel asociados con la sarna sarcóptica, que es causada por una especie diferente de ácaro. Miraron coyotes zorros rojos y zorros grises y encontraron firmas notablemente consistentes de alteración microbiana que coincidían casi exactamente con el estudio del zorro isleño:los individuos infectados tenían una diversidad de microbiomas reducida y una mayor abundancia de S. pseudintermedius.

"Considerados juntos, Estos dos estudios sugieren que esta especie microbiana es un actor importante en los microbiomas de los cánidos y puede funcionar en varias enfermedades. "Dijo DeCandia.

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