C. difficile infecta a casi medio millón de personas cada año, causando diarrea severa y matando a poco menos del 10 por ciento de los mayores de 65 años que la contraen. Esporas de la bacteria que se propagan a través de las heces, son extremadamente resistentes y pueden sobrevivir fuera del cuerpo durante semanas o meses, infectar a las personas que entran en contacto con superficies contaminadas.
Dado que la infección es tan común y devastadora, los C. difficile el genoma ha sido bien estudiado, pero Gang Fang, Doctor, Profesor asociado de genética y ciencias genómicas en el Instituto Icahn de ciencia de datos y tecnología genómica de Mount Sinai y autor principal del estudio, dice que él y sus colegas adoptaron un enfoque diferente en su investigación. "Queríamos estudiar más allá del código genético de las bacterias y observar qué modificaciones químicas se estaban realizando en el genoma". "dijo el Dr. Fang. Si bien estas modificaciones químicas epigenéticas, llamado metilación, no altere la secuencia de un gen, pueden modificar la actividad de un gen en particular para hacerlo más o menos activo, que tiene un impacto profundo en la función del organismo.
El equipo del Dr. Fang fue pionero en el uso de secuenciación de ADN de tercera generación para mapear factores epigenéticos en bacterias en 2012 y comenzó a estudiar C. difficile epigenética en 2015. Primero, el equipo aislado C. difficile a partir de muestras fecales de 36 pacientes en la unidad de cuidados intensivos (UCI) del Hospital Mount Sinai que habían sido infectados con ella. Analizaron las muestras y encontraron un patrón epigenético particular que estaba altamente conservado en todas las muestras. Próximo, comprobaron alrededor de 300 C. difficile genomas de GenBank, un banco de datos de secuencias genéticas administrado por los Institutos Nacionales de Salud, y encontró que todos compartían el mismo gen responsable del patrón epigenético encontrado en los pacientes de la UCI.
La sospecha de este patrón epigenético estaba jugando un papel crucial en la función de la bacteria, El equipo del Dr. Fang colaboró en dos estudios adicionales de C. difficile esporulación y ratones infectados con C. difficile , con el laboratorio de Aimee Shen, Doctor, Profesor asociado de Biología Molecular y Microbiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts y coautor principal del estudio, y con el laboratorio de Rita Tamayo, Doctor, Profesor asociado de microbiología e inmunología en la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill. En un estudio con ratones, los investigadores encontraron que cuando inhibían el gen responsable del patrón epigenético, hasta 100 veces menos bacterias estaban presentes después de 6 días en comparación con las bacterias inalteradas.
El Dr. Fang dice que los hallazgos de estos estudios subrayan la importancia de la epigenética en el estudio de las bacterias y el desarrollo de fármacos para la infección.
Además de ofrecer nuevos conocimientos epigenéticos sobre el estudio de C. difficile y posibles objetivos para el desarrollo de fármacos, El Dr. Fang espera que esta investigación fomente más estudios sobre las características epigenéticas de las bacterias.
Este es solo el comienzo de nuestra comprensión de la regulación epigenética en bacterias; todavía quedan muchas preguntas por responder. Esperamos que este emocionante descubrimiento aliente más colaboraciones interdisciplinarias para investigar la epigenética de las bacterias y cómo podemos utilizar estos nuevos conocimientos para desarrollar tratamientos para la infección que salvan vidas ".
Dr. Gang Fang, autor principal del estudio
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