El clima más cálido puede hacer que los hongos sean más peligrosos para nuestra salud

El mundo está lleno de pequeñas criaturas que nos encuentran deliciosos. Las bacterias y los virus son los malos obvios, impulsores de pandemias globales mortales e infecciones molestas. Pero los patógenos con los que no hemos tenido que contar tanto, todavía, son los hongos.

Los hongos patógenos (Candida, Aspergillus, Cryptococcus y otros) son notorios asesinos de personas inmunodeprimidas. Pero en su mayor parte, las personas sanas no han tenido que preocuparse por ellos, y la gran mayoría de los hongos potencialmente patógenos del planeta no les va bien en el calor de nuestros cuerpos.

Pero todo eso puede estar a punto de cambiar.

Un nuevo estudio de la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke encuentra que las temperaturas elevadas hacen que un hongo patógeno conocido como Cryptococcus deneoformans convierta sus respuestas adaptativas en una sobremarcha. Esto aumenta su número de cambios genéticos, algunos de los cuales presumiblemente podrían conducir a una mayor resistencia al calor, y otros quizás a un mayor potencial para causar enfermedades.

Específicamente, el calor más alto hace que más elementos transponibles del hongo, o genes saltadores, se levanten y se muevan dentro del ADN del hongo, lo que lleva a cambios en la forma en que se usan y regulan sus genes. Los hallazgos aparecieron el 20 de enero en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

«Es probable que estos elementos móviles contribuyan a la adaptación en el medio ambiente y durante una infección», dijo el investigador postdoctoral Asiya Gusa Ph.D. de Genética Molecular y Microbiología en la Escuela de Medicina de Duke. «Esto podría suceder aún más rápido porque el estrés por calor acelera la cantidad de mutaciones que ocurren».

Esto puede sonarles a los espectadores de la nueva serie de HBO «The Last of Us», donde un hongo adaptado al calor precipita un infierno distópico que se apodera de los humanos y los convierte en zombis. «Ese es exactamente el tipo de cosas de las que estoy hablando, menos la parte de los zombis», dijo Gusa, quien acaba de ver el primer episodio y se unirá a la facultad de Duke como profesora asistente a finales de este año.

«Estas no son enfermedades infecciosas en el sentido transmisible; no nos transmitimos hongos entre nosotros», dijo Gusa. «Pero las esporas están en el aire. Respiramos esporas de hongos todo el tiempo y nuestro sistema inmunológico está equipado para combatirlas».

Las esporas de hongos son generalmente más grandes que los virus, por lo que su stock existente de máscaras faciales contra COVID probablemente sería suficiente para detenerlas. Eso, y tu calor corporal, por ahora.

«Las enfermedades fúngicas van en aumento, en gran parte debido a un aumento en la cantidad de personas que tienen sistemas inmunitarios debilitados o problemas de salud subyacentes», dijo Gusa. Pero al mismo tiempo, los hongos patógenos también pueden adaptarse a temperaturas más cálidas.

Trabajando en el laboratorio de la profesora Sue Jinks-Robertson, Gusa dirigió una investigación que se centró en tres elementos transponibles que eran particularmente activos bajo estrés por calor en C. deneoformans. Pero fácilmente hay otros 25 o más elementos transponibles en esa especie que podrían movilizarse, dijo.

El equipo usó la secuenciación de ADN de «lectura larga» para ver cambios que de otro modo podrían haberse pasado por alto, dijo Gusa. El análisis computacional les permitió mapear transposones y luego ver cómo se habían movido. «Tenemos herramientas mejoradas ahora para ver estos movimientos que antes se escondían en nuestros puntos ciegos».

El estrés por calor aceleró las mutaciones. Después de 800 generaciones de crecimiento en medio de laboratorio, la tasa de mutaciones de transposones fue cinco veces mayor en los hongos criados a temperatura corporal (37 °C) en comparación con los hongos criados a 30 °C.

Uno de los elementos transponibles, llamado T1, tenía tendencia a insertarse entre los genes codificantes, lo que podría provocar cambios en la forma en que se controlan los genes. Un elemento llamado Tcn12 a menudo aterrizaba dentro de la secuencia de un gen, lo que podría alterar la función de ese gen y posiblemente conducir a la resistencia a los medicamentos. Y un tercer tipo, Cnl1, tendía a aterrizar cerca o en las secuencias de telómeros en los extremos de los cromosomas, un efecto que, según Gusa, no se entiende completamente.

La movilización de elementos transponibles también pareció aumentar más en hongos que vivían en ratones que en cultivos de laboratorio. «Vimos evidencia de que los tres elementos transponibles se movilizaron en el genoma del hongo dentro de los diez días posteriores a la infección del ratón», dijo Gusa. Los investigadores sospechan que los desafíos adicionales de sobrevivir en un animal con respuestas inmunes y otros factores estresantes pueden hacer que los transposones sean aún más activos.

«Este es un estudio fascinante, que muestra cómo el aumento de la temperatura global puede afectar la evolución de los hongos en direcciones impredecibles», dijo Arturo Casadevall MD, Ph.D., presidente de microbiología molecular e inmunología en la Universidad Johns Hopkins. «A medida que el mundo se calienta, los transposones en hongos del suelo como Cryptococcus neoformans podrían volverse más móviles y aumentar los cambios genómicos de manera que podrían mejorar la virulencia y la resistencia a los medicamentos. ¡Otra cosa más de qué preocuparse con el calentamiento global!»

El trabajo de Gusa fue ayudado por la colaboración con los laboratorios Duke que también estudian hongos, el laboratorio Joseph Heitman en la facultad de medicina y el laboratorio Paul Magwene en Trinity Arts & Sciences.

La próxima fase de esta investigación se centrará en los patógenos de pacientes humanos que han tenido una infección por hongos recurrente. «Sabemos que estas infecciones pueden persistir y luego reaparecer con posibles cambios genéticos».

Es hora de tomarse en serio los hongos patógenos, dijo Gusa. «Este tipo de cambios estimulados por el estrés pueden contribuir a la evolución de los rasgos patógenos en los hongos tanto en el medio ambiente como durante la infección. Pueden estar evolucionando más rápido de lo que esperábamos».