Las mutaciones tienden a tener una mala reputación, y merecidamente. Un solo defecto en nuestro ADN puede despojarnos de nuestra vista, espesar nuestros pulmones con moco, incitarnos a morir desangrados, debilitar nuestros músculos o llenar nuestros órganos de tumores.

Pero en determinadas situaciones, una mutación en realidad puede ser una fuente de fortaleza. Para microorganismos, la mutación correcta puede conferir superpoderes, permitiéndoles atravesar continentes, infectar nuevos huéspedes y evitar la aniquilación inducida por fármacos.

Los microbios son tan fanáticos de las mutaciones que han manipulado sus genomas para acumular más y más.

En un estudio publicado el 26 de septiembre en eLife , Los investigadores de Duke muestran que los linajes del patógeno fúngico Cryptococcus deuterogattii albergan una mutación específica en su ADN que aumenta su tasa de mutación. Estos 'hipermutadores, 'como se les llama, desarrollan rápidamente resistencia a los fármacos antifúngicos FK506 y rapamicina.

"Si no hubiera mutaciones, no habría ningún material genético en bruto sobre el que actuar la evolución y la selección, "dijo Joseph Heitman, autor principal del estudio y profesor y presidente de genética molecular y microbiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke. "Estos hipermutadores son probablemente mucho más comunes de lo que pensamos, particularmente entre los hongos patógenos ".

Durante casi dos décadas, un hongo raro pero potencialmente mortal llamado Cryptococcus deuterogattii se ha afianzado en el noroeste del Pacífico y la isla de Vancouver. A diferencia de otros hongos que infectan predominantemente a pacientes con sistemas inmunitarios comprometidos, Cryptococcus deuterogattii ha enfermado a cientos de personas por lo demás sanas. El hongo patógeno emergente causa graves infecciones pulmonares y del sistema nervioso central, y es fatal si no se trata.

Blake Billmyre, un ex estudiante de posgrado en el laboratorio de Heitman, Secuenció el genoma completo de tres cepas diferentes de C. deuterogattii (un aislado clínico de Seattle a principios de la década de 1970, un aislado ambiental de un árbol de eucalipto en el área de San Francisco alrededor de 1990, y un aislado clínico de Brasil de 1980) que están más estrechamente relacionados con los que causan el brote en curso. Descubrió que a los tres aislamientos del hongo les faltaba una sola base de ADN en MSH2, uno de varios genes involucrados en la "reparación de desajustes" para corregir errores que surgen durante la replicación del ADN.

Curiosamente, los seres humanos que albergan mutaciones en MSH2 tienen una afección conocida como síndrome de Lynch. Debido a que sus genomas acumulan errores más rápidamente que la mayoría de las personas, estos pacientes tienen un riesgo de por vida del 75 por ciento de desarrollar cáncer colorrectal, y también tienen más probabilidades de desarrollar cánceres del tracto urinario, ovario, estómago, intestino delgado, tracto hepatobiliar, piel y cerebro.

Billmyre decidió probar si las mutaciones en MSH2 en hongos también provocaban que sus genomas mutaran a un ritmo más rápido. Él y Shelly Clancey, un técnico en el laboratorio de Heitman, establecer culturas de competencia de Cryptococcus deuterogattii , enfrentando cepas de tipo salvaje con aquellas que contienen una mutación de hipermutador MSH2. Cuando cultivaron los hongos por debajo del estándar, condiciones sin estrés, las cepas crecieron en tubos de ensayo al mismo ritmo. Sin embargo, cuando los cultivaron en condiciones estresantes, añadiendo la presión selectiva de antifúngicos como rapamicina y FK506, las cepas hipermutadoras se apoderaron de casi todos los cultivos porque podían adquirir resistencia a los fármacos más rápidamente.

Al acumular mutaciones, los hongos pudieron sobrevivir al tratamiento farmacológico. Pero en el proceso perdieron gran parte de su virulencia. Los investigadores encontraron que las tres cepas con el hipermutador se debilitaron significativamente en comparación con las cepas del brote. "Creemos que se debe a las miles de mutaciones causadas por el hipermutador, ", dijo Heitman." Parece causar un colapso mutacional ".

Los investigadores están buscando actualmente ver qué porcentaje de otros aislados clínicos son hipermutadores. Sus hallazgos hasta ahora indican que podría ser un número significativo.

"Recientemente han aparecido varios estudios que indican que los hipermutadores pueden estar presentes en las bacterias, hongos y quizás poblaciones eucariotas incluso superiores. Por lo tanto, es probable que esté bastante extendido y sea una consideración importante en términos de pensar en cómo se desarrolla la resistencia a los medicamentos antimicóticos. "dijo Billmyre, autor principal del estudio y ahora becario postdoctoral en el Instituto Stowers de Investigación Médica.