Un equip de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) i el Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) revela els mecanismes pels quals el Candida orthopsilosis –un microorganisme híbrid de la família Candida que es va originar a l’ambient marí- ha adquirit característiques que el converteixen en un potencial patogen per als humans. L’estudi, publicat a Nature Communications, indica que la hibridació, sumada a l’augment de les temperatures pel canvi climàtic, entre d’altres factors, està facilitant l’aparició de fongs capaços de superar la barrera termal dels mamífers –que fins ara havia actuat d’escut protector- esdevenint una amenaça important per a la salut global. 

L’augment de les temperatures i els canvis en les condicions dels ecosistemes, sumat a la globalització i l’acció dels éssers humans, com ara l’ús extensiu de fungicides i antibiòtics en agricultura, poden afavorir l’aparició i expansió de noves espècies de microorganismes patogèniques potencialment virulentes fins ara menystingudes, com ara els fongs.

Saber quines rutes evolutives han seguit aquests possibles patògens, com han adquirit la seva virulència o de quina forma han desenvolupat la capacitat d’infectar els humans és clau per poder monitorar-los i prevenir futures epidèmies mortals, com la recent pandèmia de Covid, provocada per l’emergència del virus SARS-CoV-2.

En aquest sentit, un equip de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) i el Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), liderats per l’investigador ICREA Dr. Toni Gabaldón, ha identificat un fong de la família de les Candida -els microorganismes causants de malalties com la candidiasi vaginal o la candidiasi sistèmica, que pot ser mortal en persones immunocompromeses- com a potencial patogen.

En concret, han descobert que Candida orthopsilosis és un microorganisme híbrid que es va originar a un ambient marí, a partir d’altres dos fongs parentals. I, precisament,  aquesta hibridació és la que li ha permès tenir unes propietats, com ara la capacitat d’infectar el cos humà i virulència, que el converteixen en una amenaça potencial per a la salut global.

La descoberta, publicada a la revista Nature Communications, a més obre la porta a poder identificar quines són les adaptacions que permeten que determinats microorganismes siguin més propensos a colonitzar els humans i generar-los malaltia.

“Portem anys intentant respondre a la pregunta de què fa que algunes espècies siguin patogèniques per als humans i d’altres, com ara les que tenim al nostre microbioma, no”, explica el Dr. Gabaldón.

“Els nostres resultats mostren que la hibridació, un procés fins ara poc estudiat, permet obtenir de forma molt ràpida qualitats que permeten infectar els humans. Per tant, en fongs podria ser una drecera per arribar a conquerir una espècie com la nostra”, afegeix.

En l’actualitat, s’estima que hi ha més d’un milió d’espècies de fongs, la majoria de les quals estan adaptades per viure en temperatures temperades o baixes al sòl, el medi aquàtic, arbres i plantes, i animals com amfibis, peixos, rèptils i insectes. Des dels anys 80, el nombre d’esclats de malalties infeccioses emergents ha augmentat prop d’un 7% per any i cada cop més els fongs comencen a identificar-se com una amenaça important per a la salut global. I és que l’augment de les temperatures els ha fet tolerants a ambients càlids, inclòs el cos humà.

És el cas de Candida auris, un fong que s’ha adaptat per poder infectar les persones, que és, a més, potencialment multiresistent a fàrmacs i que té la capacitat d’expandir-se de manera eficient en ambients hospitalaris.  Ja hi ha hagut centenars de brots en tot el món, amb una mortalitat d’entre el 30 i el 60%. Els científics apunten que podria ser el primer microorganisme que ha esdevingut un patogen degut al canvi climàtic.

Els híbrids, millor adaptats que els seus ‘progenitors’

El mateix podria passar amb C.orthopsilosis. El Dr. Gabaldón i el seu equip han estudiat nou mostres de llevats aïllats en el medi marí, en concret a la costa de Qatar, al mar d’Aràbia. Els investigadors n’han seqüenciat i analitzat els genomes i han vist que la majoria dels fongs trobats són híbrids, el que fa pressuposar als investigadors que  podrien tenir adaptacions que els confereixen un avantatge sobre els seus parentals.

Així mateix, han vist que aquests microorganismes procedents del medi marí estan estretament relacionats amb els que han trobat en mostres clíniques, per la qual cosa assenyalen que la hibridació i el sorgiment d’aquest nou microorganisme es deuria produir al mar i d’allà va passar al context sanitari. Com ho va fer és encara un misteri.

“Els nostres resultats ens mostren que les característiques genètiques que fan els híbrids competitius i capaços de sobreviure en l’ecosistema marí podrien ser avantatjoses per fer-ho en humans”, indica el Dr. Gabaldón.

Totes les mostres marines de l’estudi van ser aïllades en aigües subtropicals amb temperatures d’entre 35 i 44 graus. “Vam veure que la temperatura òptima a què les soques de C. orthopsilosis creixen és a 35 graus i que podien sobreviure fins a temperatures molt més altes, el que resulta preocupant perquè supera la barrera termal dels mamífers que fins ara havia actuat d’escut protector, i obre la porta a colonitzar els humans”, afegeix la Dra. Valentina del Olmo, investigadora postdoctoral al grup del Dr. Gabaldón i primera autora de l’estudi.

El Dr. Gabaldón afegeix que es tracta de patògens oportunistes que solen infectar persones immunocompromeses, com ara malalts de càncer, de VIH, gent gran, neonats, entre d’altres, un col·lectiu, per altra banda, que cada cop és més nombrós.

“Amb l’augment continu de les temperatures global i el sobre ús de fàrmacs antifúngics a l’agricultura i la clínica, l’aparició de fongs al medi ambient capaços de superar la barrera termal dels mamífers, adquirir resistència als medicaments fungicides i convertir-se en una potencial amenaça, anirà en augment”, conclouen els investigadors en el seu estudi.

» Article de referència: Valentina del Olmo, Verónica Mixão, Rashmi Fotedar, Ester Saus, Amina Al Malki, Ewa Księżopolska, Juan Carlos Nunez-Rodriguez, Teun Boekhout & Toni Gabaldón. Origin of fungal hybrids with pathogenic potential from warm seawater environments. Nature Communications (2023) DOI: 10.1038/s41467-023-42679-4

» Enllaç a la notícia: web de l’IRB Barcelona [+]