Descubren el mecanismo genético que permite a los hongos adaptarse para infectar a humanos
CIENCIAS DE LA VIDA / CIENCIAS DE LA SALUD.
¿Cómo logra un organismo que normalmente vive de materia orgánica en descomposición transformarse en una amenaza letal para el tejido humano?
El paso de una vida inofensiva en el entorno a la colonización agresiva de un huésped es un salto evolutivo complejo, pero un equipo de científicos ha logrado descifrar los interruptores moleculares que gobiernan esta metamorfosis.
Representación artística de lo que podría ser una micrografía electrónica de hifas y esporas de Mucor, con regiones destacadas que sugieren actividad genética. Imagen generada por IA (ChatGPT / Scruzcampillo).
Desde hace décadas se sabe que algunos hongos pueden alternar entre dos formas de vida, levadura y micelio, dependiendo de si están en el ambiente o dentro de un paciente. Sin embargo, el trabajo liderado por el equipo de investigadores de la Universidad de Murcia (UMU), entre los que se encuentran Francisco E. Nicolás y Victoriano Garre, ha revelado que esta dualidad no es fruto del azar, sino de una evolución coordinada de familias de genes que permite al hongo albergar dos formas de vida distintas en un solo genoma.
El estudio, publicado en Nature Communications, identifica por primera vez los genes maestros, denominados dkl ydfl, que actúan como los controladores globales de esta transición patógena. Este hallazgo supone un cambio sustancial en la comprensión de las infecciones por hongos.
Al identificar cómo familias de genes con funciones distintas han evolucionado de forma convergente para producir morfologías de levadura o micelio, la ciencia aporta una herramienta crítica para el diseño de futuros fármacos. Ya no se trata solo de atacar al hongo, sino de anular la arquitectura genética que le permite infectar, una estrategia de precisión que ataca directamente la raíz de su virulencia.
La metamorfosis fúngica y el rompecabezas del dimorfismo.
En la naturaleza, el orden de los Mucorales cumple una función esencial descomponiendo materia muerta. Sin embargo, especies como Mucor lusitanicus poseen la capacidad de realizar una transición reversible: crecen como micelio (moho) en el suelo y como levadura en condiciones de infección. Esta capacidad es lo que les permite invadir los vasos sanguíneos y provocar la mucormicosis, una infección con tasas de mortalidad importantes.
Análisis transcriptómico, funcional y genómico del dimorfismo de Mucor lusitanicus que identifica los cambios de expresión génica, la evolución coordinada de familias de genes y la regulación por sRNA que permiten al hongo transitar entre los estados de levadura y micelio para adaptarse a condiciones ambientales e infectar al ser humano (Referencia: Tahiri, G. et al. Nature Communications, 2026).
El trabajo desarrollado por los investigadores de la UMU ha demostrado que esta capacidad de adaptación está optimizada mediante la duplicación de genes. Estos genes "hermanos" (parálogos) se han especializado: unos trabajan exclusivamente cuando el hongo es levadura y otros cuando es moho. Lo más sorprendente es que el estudio identifica estructuras genéticas "head-to-head", donde dos genes con funciones relacionadas comparten una región regulatoria para coordinar su expresión diferencial según el entorno.
dkl y dfl: los interruptores de la virulencia.
A diferencia de modelos previos, este estudio pone el foco en dos nuevos genes: dkl y dfl. Estos no son meros participantes en la infección, sino los reguladores que integran la información ambiental y deciden qué forma debe adoptar el hongo. Los científicos han comprobado que la pérdida de función de estos genes resulta en una desregulación global de la expresión genética y, lo más importante, en la pérdida total de la capacidad de dimorfismo.
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Esta estructura de control es lo que hace que la mucormicosis sea tan agresiva. El hongo utiliza estos genes para "reprogramarse" en tiempo real al entrar en contacto con el tejido humano. Al silenciar experimentalmente estos mecanismos, el equipo de la UMU ha logrado que el hongo sea incapaz de adaptarse al huésped, lo que abre la puerta a terapias que bloqueen específicamente a dfl, un gen presente en especies patógenas pero ausente en hongos que no infectan a humanos.
Un desafío creciente y una firma evolutiva.
Aunque la mucormicosis era considerada una enfermedad rara, su incidencia ha experimentado un repunte preocupante en los últimos años. La comprensión de la biología básica de estos organismos es vital, especialmente porque el estudio revela una evolución convergente en cientos de familias de genes. Esto significa que diferentes linajes de hongos han "aprendido" el mismo truco genético para ser patógenos, lo que sugiere que estamos ante una estrategia evolutiva muy exitosa y robusta.
El estudio advierte que los hongos son, en términos evolutivos, mucho más similares a los humanos que las bacterias o los virus. Por ello, el hallazgo de la Universidad de Murcia es esperanzador: ataca un mecanismo de regulación (la vía de dkl y dfl) que es exclusivo de estos hongos. Esto permitiría desarrollar antifúngicos que bloqueen la transición a la fase patógena sin interferir con la biología celular del paciente humano, reduciendo drásticamente la toxicidad de los tratamientos.
Hacia una nueva generación de terapias de precisión.
A pesar de la relevancia del hallazgo, es fundamental mantener la cautela científica. Estamos ante un avance de ciencia básica de alta autoridad que identifica la arquitectura del genoma, pero la validación de fármacos que inhiban estos genes todavía requiere un largo proceso de desarrollo. No obstante, el descubrimiento de que el dimorfismo depende de genes conservados abre la posibilidad de crear tratamientos de amplio espectro contra varios tipos de hongos patógenos.
La importancia de este "código" genético es innegable. Al conocer los interruptores que el hongo utiliza para optimizar su vida en el huésped, la medicina puede dejar de disparar a ciegas. El trabajo del equipo de Francisco E. Nicolás y sus colaboradores internacionales nos recuerda que la clave para vencer a los patógenos más resistentes reside en comprender cómo ha evolucionado su genoma para convertir nuestro cuerpo en su nuevo hogar.
Por: Santiago Campillo Brocal.
Sitio Fuente: MuyInteresante