Cada persona que migró a América fue más que un individuo, en su interior contenían una tropa. Cada recién llegado a este continente fue sin saberlo un Caballo de Troya, de modo que en la reunión entre el viejo y el nuevo mundo algo más ocurrió: un encuentro de microbios.

Durante años, la antropología ha dado cuenta de nuestra historia como sociedad, describiendo conductas pasadas, rasgos comunitarios, modos de vida y movimientos poblacionales. De forma actual, la bioinformática —que es el estudio de la información biológica, como el genoma, mediante distintas tecnologías— tiene algo que decir sobre quiénes somos y de dónde venimos. Una de estas formas es seguir las huellas de la bacteria Helicobacter pylori, la cual ha evolucionado junto a las poblaciones que infecta.

Según datos de la Organización Panamericana de la Salud (OPS)⁽¹⁾, más de la mitad de la población está infectada por esta bacteria, la mayoría sin notarlo, pero en más del 15 % de los casos origina úlceras pépticas, linfomas del tejido linfoide asociado a mucosa o gastritis. Además, está identificada como la causa de tumores en el 90 % de los casos de cáncer gástrico, condición que produce más de un millón de muertes en el mundo.

La investigadora Zilia Muñoz Ramírez, quien labora en el Instituto Nacional de Cancerología (NCI, por sus siglas en inglés), indicó que H. pylori, como se conoce de forma abreviada a esta bacteria, ha convivido con la humanidad desde antes del inicio de las migraciones en África Oriental y que al tratarse de un organismo que muta y se recombina mucho va dejando marcas de estos cambios espaciales. 

La adaptación de H. pylori a sus individuos tiene una característica genómica geográfica, es decir la información del ADN del inquilino microscópico se comparte de manera regional por las poblaciones humanas; de este modo es posible conocer el origen de las personas detectando peculiaridades en estas bacterias, pues, aunque este organismo migró en un inicio desde África con el ser humano, fue coevolucionando con cada nuevo grupo de habitantes.

Búsqueda de huellas en América

H. pylori se ha estudiado a nivel bioinformático. Los primeros estudios se centraron en indagar los genes MLST,  que son aquellos constitutivos; en este proceso se empleaba la secuenciación de ADN de fragmentos internos. Hoy se puede tratar con todo el genoma gracias a la capacidad de la informática.

Zilia Muñoz señaló que en el caso de H. pylori se observaron grupos característicos de acuerdo al origen geográfico del paciente. “Se observó la variabilidad que tienen esas secuencias; por ejemplo, toda la secuencia del este de Asia presenta una misma variabilidad en las mismas posiciones y en los mismos genes; H. pylori no es el único que tiene este tipo de comportamientos, también hay otras bacterias o virus que tienen estos patrones porque su tasa de mutación es rápida y se pueden observar esos cambios. Pero no tan marcado, ni nada tan característico como H. pylori. Esta separación por geografía se puede observar incluso a nivel país”. 

Las primeras y hasta ahora gran mayoría de las investigaciones se han realizado con poblaciones europeas, Zilia Muñoz trabajó en los primeros grupos que pusieron el foco en América, de sus estudios resultaron sus tesis de maestría y doctorado, así como dos artículos científicos.

En el primer estudio, publicado en la revista Frontiers⁽²⁾, titulado “La secuencia del genoma completo y el análisis filogenético muestran que las cepas de Helicobacter pylori de América Latina han seguido una ruta de evolución única”, trabajaron con 167 secuencias genéticas, pero entre estas había muy pocas de América (solo tenían de México, Perú, El Salvador, Nicaragua y Colombia). 

Encontraron que H. pylori evolucionó para adaptarse a las poblaciones mestizas 500 años después de la colonización española y señalan que esa coadaptación «puede explicar la variabilidad regional en el riesgo de cáncer gástrico».

Debido a las pocas cepas de otras regiones de América disponibles en el primer estudio, en el segundo⁽³⁾ trabajo titulado “Una historia de 500 años de coevolución, adaptación y virulencia: Helicobacter pylori en las Américas” emplearon 723 genomas, incluidos 254 aislamientos que el equipo colaborador recopiló y secuenció de 14 sitios en América, desde Alaska hasta Argentina, como Brasil, Chile, Canadá, Honduras, México, Venezuela y Colombia, entre otros, así como cepas de Portugal y España que antes no tenían de referencia del viejo mundo, para analizar la contribución de la fuente ancestral europea más relevante para América Latina: la Península Ibérica. Fue posible ampliar la cantidad de cepas con la participación internacional.

En estos trabajos estuvieron involucradas instituciones como el IMSS, con el doctor Javier Torres López, de la Unidad de Enfermedades Infecciosas y parasitarias en el Centro Médico Nacional Siglo XXI y el Instituto Politécnico Nacional (IPN), con la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, en ese entonces el doctor Arturo Méndez Tenorio.

En estos como en otros estudios, tanto los hallazgos como el alcance son cada vez más grandes, a la par que crecen la presencia de nuevas herramientas, metodologías y tecnologías, en específico para los primeros estudios en México se diseñaron nuevas estrategias tecnológicas que les permitieron “calcular árboles filogenómicos, porque estamos hablando ya de todo el genoma, no solo de unos genes de MLST. Desde 2015  se empieza a analizar H. pylori a nivel genómico y se observa que se separa con más detalle el origen geográfico”, puntualizó la investigadora. 

En el artículo publicado en Nature refieren que: “La mezcla genética entre H. pylori es instructiva para comprender las migraciones humanas, existe una necesidad imperiosa de comprender la propagación de ciertos genes entre subpoblaciones para comprender mejor la adaptación en relación con la virulencia” y que “la progresión a enfermedades clínicas graves, como el cáncer gástrico, se asocia con el transporte de ciertos genotipos de la bacteria, en particular los que portan genes relacionados con la virulencia”. 

También encontraron una nueva subpoblación del suroeste de Europa, mientras que en América identificaron tres nuevas subpoblaciones y destacaron que: “Las nuevas descripciones refinadas de subpoblaciones demuestran la mezcla en curso en esta región”. 

Dichos análisis estadísticos son capaces de ver particularidades como que las muestras estadounidenses que se agruparon con las poblaciones asiáticas fueron de origen indígena estadounidense lo cual detallan que “apoya las sugerencias anteriores de que los ancestros indígenas americanos de H. pylori fueron reemplazados por las cepas europeas del conquistador H. pylori en las poblaciones americanas después de la colonización europea”. 

Variabilidad que podría clarificar casos de cáncer gástrico

Estas investigaciones son relevantes ante una bacteria que en 1994 fue declarada por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como cancerígeno tipo I, es decir un factor que induce el cáncer o aumenta su incidencia, también se le considera responsable de casos anemia por deficiencia de hierro y vitamina B12 y trobocitopenia inmune.

De modo que, además de servir para identificar ancestría de poblaciones, las investigaciones en torno a la información genética de esta bacteria son importantes en el terreno de la salud⁽⁴⁾ por su relación con enfermedades gastrointestinales, pues, aunque no todas las infecciones derivan en cáncer gástrico, es importante conocer la configuración de la bacteria y lograr asociarla con probabilidades de que las enfermedades sucedan. 

Además, es indispensable saber qué hace a ciertas cepas más agresivas pues esta bacteria se ha vuelto muy resistente a los antibióticos, reduciendo las opciones terapéuticas y complicando su tratamiento.

La OMS refiere que en América cada año se reportan más de 85 mil casos de cáncer gástrico en América, en este continente el 60 % de casos se presentan en hombres; según sus estimaciones para América, en el año 2030 se presentarán más de 138 mil nuevos casos.

Por su parte, la Sociedad Americana de Cáncer señala que al momento del diagnóstico, la edad promedio de las personas es de 68 años y que el cáncer es más común en países menos desarrollados.

La doctora Zilia Muñoz, quien también se encuentra adscrita a la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua, señaló que «el reto es detectar esos H. pylori dañinos, hay resultados desde estos grupos de trabajo, hemos identificado genes que codifican proteínas de membrana externa, es decir, que están interactuando demasiado con las proteínas del huésped, y son proteínas que muestran una variabilidad muy marcada, se han identificado cuáles y en qué parte de la proteína, pero no se tiene claridad de qué sucede tras esa variabilidad. Una desventaja es que analizamos genomas fragmentados, cuando se mandan a secuenciar mandan las lecturas y se requiere un proceso de ensamblado porque no se obtiene el genoma en una sola pieza, pues se obtienen fragmentos con sus etiquetas, ahora con el genoma completo buscamos genes que participan en el mecanismo de patogenicidad, estos podrían ser blancos para diagnóstico y tratamientos en el futuro».

La bioinformática requiere colaboración

La doctora Zilia Muñoz señaló que ella inició su carrera con los primeros estudios en América a nivel genómico, «la intención es conocer a H. pylori a nivel genómico y encontrar los patrones que los hacen tan distintivos a nivel regional y relacionarlo con una enfermedad, si estos patrones están relacionados con gastritis o gastritis atrófica o no atrófica, úlceras pépticas, hasta cáncer gástrico, la intención es poder relacionar patrones tanto geográficos como de enfermedad y cuáles se presentan en determinados genes que codifican ciertas proteínas».

Actualmente, puntualizó, hay una colaboración internacional del NCI que se llama Proyecto del Genoma H. pylori (HpGP, por sus siglas en inglés) que busca describir la variación genómica y epigenómica mundial de esta bacteria para identificar los determinantes moleculares de la carcinogenicidad⁽⁵⁾. 

Por ahora están secuenciando cepas de mil H. pylori de individuos con y sin cáncer gástrico de 40 países diferentes. El trabajo está a cargo de Charles Rabkin, en la Subdivisión de Infecciones e Inmunoepidemiología y M. Constanza Camargo, para la Subdivisión de Epidemiología Metabólica, de este último es parte Zilia Muñoz. Este proyecto lleva muchos años y su ventaja es que trabajan con una tecnología que les permite tener el genoma en una sola pieza.

En este tipo de trabajos, comentó la investigadora, «hay quienes se encargan de estadística, de la extracción de ADN, de secuenciación o que revisan variantes a nivel de proteína; mi equipo trabaja la parte de evolución, para asignación o cálculo y análisis de ancestría», es decir, se encargan de asignar a cada cepa la población o  grupo geográfico al que pertenecen, «luego otros equipos usarán esta información para identificar genes propios de cada zona geográfica y ver porque esos genes son tan diferentes por regiones”. 

Otra de las cuestiones con las que puede ayudar el estudio genómico de H. pylori es a entender cómo ocurrieron las migraciones desde el este de Asia en América, “si hubo una, dos o tres olas; se han fundamentado muy bien con datos antropológicos muchos eventos históricos, pero hay huecos que no han terminado de aclarar, este tipo de estudios pueden reflejar eventos migratorios, quizá no pueda responder a la totalidad de las preguntas, pero sirven para clarificar muchas y al ser complementarios ayudan a darle fuerza a hipótesis de asuntos donde aún hay controversia y grupos divididos», agregó Zilia Muñoz.

También considera que las posibilidades de estos estudios son tantas que en el futuro “faltará mano de obra porque se están identificando genes, pero falta entender cómo esos genes codifican determinadas proteínas y cómo esas proteínas participan en mecanismos de patogenicidad. Sabemos que causa cáncer gástrico y gastritis a nivel atrófico, pero de qué manera, es decir, cómo hace ese mecanismo de patogenicidad, qué tanto es este gen, qué tanta problemática genera cada proteína implicada o dónde hay blancos para tratamiento, esas son preguntas que todos queremos  resolver».

Otra investigación en la que colaboró la científica mexicana permite dilucidar el «Viaje histórico de Helicobacter pylori a través de Siberia y América», como lo anuncia el título de dicho trabajo publicado en la revista académica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). 

Dicha revisión al genoma de H. pylori empleó cepas bacterianas de pueblos indígenas que aportan pruebas de que los humanos colonizaron América a través de una migración preholocena de euroasiáticos del norte evolutivamente antiguos a través del puente terrestre de Bering hace 12 mil años. 

Fuentes:

1. https://www.paho.org/es/noticias/8-3-2021-erradicar-infeccion-por-helicobacter-pylori-es-todo-reto-local-mundial
2. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2017.00050/full
3. https://www.nature.com/articles/s41396-020-00758-0
4. https://m.youtube.com/watch?v=ibXI7QiJ8MA&t=6310s
5. https://dceg.cancer.gov/research/how-we-study/genomic-studies/h-pylori-genome-project