Descobreixen una nova entitat biològica que habita en el cos humà

Un equip internacional liderat pel premi Nobel Andrew Fire i on participa l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP), centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Politècnica de València (UPV), ha descobert una nova entitat biològica en els bacteris que habiten en la nostra boca i intestins. Aquest organisme, al qual han anomenat obelisc per la seua forma, és un nou agent infecciós amb un genoma que és més simple que el dels virus, i la funció i els efectes dels quals sobre la nostra salut són encara desconeguts. Aquest descobriment, realitzat mitjançant estudis bioinformàtics de seqüències genètiques obtingudes a partir de femta humana, obri noves preguntes sobre l'origen i evolució de la diversitat microbiològica. La troballa es publica avui en la revista Cell.

El microbioma és un complex ecosistema microbiològic que resideix de llarg a llarg dels nostres cossos. Acull una sorprenent diversitat de microorganismes que inclou des de virus i bacteris fins a fongs i protozous. Cada vegada sabem més sobre aquesta intricada xarxa biològica i el seu paper crucial en la salut, ja que intervé en funcions tan variades com són la digestió, el sistema immunològic o fins i tot el nostre mateix comportament.

Ara, un equip multidisciplinari liderat pel premi Nobel de Medicina Andrew Fire a la Universitat de Stanford (EUA), en col·laboració amb l'equip de l'investigador del CSIC Marcos de la Peña a l’IBMCP de València i la Universitat de Toronto (Canadà), han revelat una capa addicional de complexitat al nostre món microscòpic interior: els obeliscs, unes entitats biològiques mínimes no vistes mai abans i que desafien la nostra comprensió dels límits de la vida.

Un sorprenent descobriment en el microbioma humà

Els obeliscs són uns nous agents infecciosos amb un genoma d'ARN circular diminut de només 1.000 nucleòtids, molt per davall dels genomes d'ARN que usen alguns virus per a reproduir-se. “Aquests cercles d'ARN són altament autocomplementaris, fet que els permet adoptar una estructura estable en forma de vareta que recorda els monuments egipcis que els donen nom”, explica Marcos de la Peña. “No tenen la coberta proteica que caracteritza els virus, però, igual que aquests, són capaços de codificar proteïnes”, puntualitza l'investigador del CSIC.

Com a científic que treballa en un centre d'investigació sobre plantes, De la Peña assenyala que els obeliscs recorden els viroides, una família d'agents subvirals que infecten plantes i amb els quals comparteixen el genoma circular d'ARN i la presència habitual de ribozims d'autotall. “No obstant això, els viroides de plantes són encara més diminuts, amb uns 300 o 400 nucleòtids, i no codifiquen proteïnes. Per tot això, els obeliscs queden a mig camí entre virus i viroides, la qual cosa planteja un desafiament al seu origen i classificació”, opina l'investigador.

El descobriment dels obeliscs ha sigut possible gràcies a estudis bioinformàtics de seqüències genètiques obtingudes a partir de femta humana, detectant-se la presència d'aquests ARNs en el 7% dels 440 subjectes analitzats. Anàlisis bioinformàtiques massives van permetre així mateix descobrir prop de 30.000 espècies d'obeliscs en mostres biològiques arreplegades al llarg de tot el planeta, tant en ecosistemes naturals (sòls, rius, oceans…) com en aigües residuals o en microbiomes animals.

“Entre totes aquestes dades es va detectar que un cep de Streptococcus sanguinis, un bacteri comú en la microbiota de la nostra boca, acumula obeliscs de forma molt abundant. I vam veure que al voltant de la meitat de la població analitzada tenia Obeliscos en la seua cavitat bucal”, explica Marcos de la Peña.

Nova frontera en biologia amb implicacions per a la salut

La funció i efectes dels obeliscs i les proteïnes que codifiquen és encara un misteri, recorden els investigadors. L'elevada acumulació de genomes d'ARN a l'interior bacterià indicaria, segons els científics, un possible paper en la regulació de l'activitat cel·lular amb implicacions significatives per a la salut, ja que els microbiomes on habiten aquests bacteris influeixen en nombrosos aspectes fisiològics, des de la digestió fins al sistema immunològic.

A més, el descobriment dels obeliscs planteja preguntes fonamentals sobre l'origen i evolució dels virus i la diversitat microbiològica. Segons De la Peña, “aquest descobriment mostra que el món microbià és molt més complex que no imaginàvem.

Hem obert una porta a tot un nou camp d'exploració que pot revolucionar la nostra comprensió de la virologia, la biologia i fins i tot el mateix origen de la vida a la Terra”.

Referència

Zheludev I.N., Edgar R.C., Galiano-López M.J., de la Peña M., Babaian A., Bhatt A.S., Fire A.Z. (2024) Viroid-like colonists of human microbiomes. Cell 187, 1-16. DOI: doi.org/10.1016/j.cell.2024.09.033