Desvelan las claves genéticas de la peligrosidad de la bacteria del cólera

Un estudio reciente ha suministrado datos nuevos y reveladores sobre uno de los grandes enigmas de la microbiología: ¿por qué sólo algunas cepas de bacterias comunes se convierten en agentes pandémicos? El estudio se centra en la Vibrio cholerae, la bacteria causante del cólera.

El estudio es obra de un equipo que incluye a Mario López Pérez, José M. Haro Moreno y Alicia Campos López, de la Universidad Miguel Hernández (UMH) en Alicante, España, así como a Salvador Almagro-Moreno del Hospital St. Jude en Memphis, Estados Unidos.

Mediante un análisis exhaustivo de más de 1.840 genomas de Vibrio cholerae, el equipo ha identificado que la especie se divide en once grupos distintos. El grupo pandémico pertenece al más numeroso y está localizado dentro de un linaje compartido con cepas ambientales. Los hallazgos sugieren que las cepas patógenas que causan las epidemias mundiales de cólera emergen solo cuando se combinan determinadas variaciones alélicas junto con la adquisición de grupos de genes modulares únicos que confieren una ventaja competitiva durante la colonización intestinal. Estas características actúan como un ‘cuello de botella’ crítico que impide que la mayoría de las cepas ambientales se conviertan en patógenos humanos.

“El resultado es que solamente un pequeño grupo de cepas de la bacteria Vibrio cholerae es capaz de causar la enfermedad del cólera en humanos, a pesar de la amplia diversidad de esta especie en la naturaleza, por lo que nos preguntamos por qué solo este pequeño grupo ha logrado causar pandemias”, explica Mario López, primer firmante del estudio.

La investigación revela que la aparición de las cepas pandémicas del cólera está limitada por ‘cuellos de botella’ genéticos específicos. Se deben dar, a la vez: un fondo genético con adaptaciones previas a la virulencia, la adquisición de genes clave como CTXΦ o VPI-1, su organización en módulos específicos y, finalmente, ciertas variantes alélicas únicas. “Solo cuando todos estos elementos coinciden, una cepa puede convertirse en un clon patógeno con capacidad pandémica”, explica el profesor.

Estas características no están presentes en otras cepas ambientales de Vibrio cholerae y parecen haber otorgado a las cepas pandémicas una ventaja competitiva clave: una mayor capacidad para colonizar el intestino humano.

“Curiosamente, las características genéticas que permiten a la bacteria del cólera infectar a los humanos no les sirven de nada para prosperar en su medio natural”, explica López. El hábitat natural de Vibrio cholerae son los ambientes acuáticos, donde puede encontrarse por libre o en colonias de cianobacterias, en moluscos o crustáceos.

La historia evolutiva del grupo pandémico del cólera en Vibrio cholerae indica que su aparición no ha sido un proceso lineal, sino que ha atravesado varios cuellos de botella clave que explican su rareza. De un grupo de bacterias con determinadas adaptaciones previas a la virulencia (A) surgen otros en los que aparecen clústeres de ciertos genes como CTXΦ o VPI-1 (B), así como módulos específicos dentro de esos clústeres (C) y variaciones alélicas únicas en esos genes (D). La combinación adecuada de todos estos elementos en este mosaico genético permite la aparición de clones patógenos a partir de poblaciones ambientales de V. cholerae (E). (Imagen: López-Pérez et al. (2025), PNAS, 122(22), e2417915122. CC BY)

Como enfermedad, el cólera es endémico en las regiones del mundo con infraestructuras de agua, saneamiento e higiene deficientes. También, se pueden dar brotes tras desastres naturales que afecten a dichas infraestructuras. La infección se caracteriza por episodios severos, repentinos y de gran volumen de diarrea acuosa, que provocan una deshidratación rápida y pueden llevar a la muerte si no se trata de inmediato.

“Nuestro modelo de análisis se podría aplicar a otras bacterias ambientales para entender cómo emergen clones patógenos a partir de poblaciones que, en principio, no lo son”, destaca el experto de la UMH. Además, el estudio abre la puerta a vigilar con más precisión qué cepas tienen potencial pandémico, lo que podría resultar útil para la prevención de futuras crisis sanitarias.

El estudio se titula “Allelic variations and gene cluster modularity act as nonlinear bottlenecks for cholera emergence”. Y se ha publicado en la revista académica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). (Fuente: Universidad Miguel Hernández de Elche)