La evolución de las caries

Hemos estado jugando con el ADN desde hace miles de años. Simplemente no sabíamos que lo hacíamos.

Empezando hace unos 10.000 años, los humanos empezaron a dirigir la evolución de animales y plantas. Nuestros ancestros recolectaron ciertas semillas en vez de otras, y empezaron a plantarlas en los jardines, y gradualmente produjeron cultivos domesticados.  No sabían que variante genética estaban eligiendo, o cómo esos genes les ayudaba a crear nuevos tipos de plantas. Durante miles de años, por ejemplo, un arbusto inocuo llamado teosinte se convirtió en unos tallos altos con semillas gigantescas llamada maíz.

Nuestros ancestros podían ver los cambios externos que sufrían los cultivos como el maíz, así como el ganado, como las vacas y cerdos. Pero, sin ser vistas, otras especies estaban evolucionando en respuesta a los albores de la agricultura. Los primeros lecheros no tenían ni idea de que se necesitaba cierta bacteria para convertir la leche en yogur o leche. Y no se dieron cuenta que la bacteria se estaba adaptando a este extraño nuevo ambiente que no había existido antes.


Y no solo eran las bacterias en el yogur las que evolucionaban. De la misma manera lo estaban haciendo los microbios en nuestras bocas.

La boca humana es el hogar de cientos de especies de bacteria. Mientras algunas mantienen nuestra boca sana, otras nos causan problemas. Una de las peores es Streptococcus mutants. Vive en los recovecos de nuestros dientes, alimentándose de glúcidos. Excreta ácido láctico como desecho, y el ácido destruye el esmalte. Con el tiempo, el Streptococcus puede cavar un agujero en el diente, conocido como cavidad.

Streptococcus mutants no es ningún tipo de microbio multiusos que cayera en nuestras bocas por casualidad. Para ellos, los dientes humanos son el mundo. Son pasados de madres a hijos, y los colonizan de por vida. Otros mamíferos tienen cepas de Streptococcus íntimamente relacionadas en sus dientes, sugiriendo que estas bacterias han estado siguiendo a sus huéspedes, y habitando en sus dientes, durante diez millones de años.

Recientemente, Michael Stanhope, un biólogo de Cornell, y sus compañeros llevaron un estudio a larga escala sobre el Streptococcus mutans. Observaron 57 colonias que habían sido recogidas de las bocas de gente en Brasil, Gran Bretaña, Islandia, Hong Kong, Sudáfrica, Turquía y los Estados Unidos.  Los científicos marcaron los genes que las bacterias tenían en común, así como los que solo estaban presentes en algunas personas (Las bacterias a veces cogen genes de otras especies.) Entonces los científicos compararon todas las cepas humanas de la bacteria con los Streptococcus que vivían en ratas, hamster y monos para identificar el ADN que es único de nuestro "pasajero". Y cuando analizaron todos esos genes, descubrieron algo sorprendente: parece ser que estas bacterias evolucionaron con un éxito rotundo en respuesta al surgimiento de la civilización.

Los Streptococcus mutans que los científicos habían encontrado en las bocas de la gente compartían 1490 genes en común. Stanhope descubrió que estos genes compartidos varían de boca a boca, con mutaciones menores repartidas entre ellos. Es posible marcar estas mutaciones y usarlas para reconstruir parte de la historia de sus ancestros. Stanhope y sus compañeros descubrieron que Streptococcus mutans sufrió una explosión demográfica. Y esa explosión empezó hace 10.000 años.

Podría no ser casualidad que coincidiera con el inicio de la agricultura. Esos rimeros granjeros cambiaron a dietas dominadas por el maíz y otros granos, lo que convirtió a las bocas humanas en un banquete interminable de glúcidos.

Stanhope y sus compañeros también fueron capaces de identificar algunos de los genes que eran importantes para la adaptación a la civilización del Streptococcus mutans. 14 genes, por ejemplo, muestran signos de haber experimentado una fuerte selección natural. Algunos de esos genes evolucionados son esenciales en la rotura de azúcares. Otros ayudan a la bacteria a sobrevivir a las condiciones ácidas que se presentan en la boca cuando comemos almidón.

Quizás lo más intrigante de todos los genes en Streptococcus mutans son los 148 que Stanhope y sus compañeros encontraron en todas las cepas humanas, pero en ninguna encontrada en las bocas de otros animales. La mejor explicación para esto es que el Streptococcus mutans cogió esos 148 genes de otras especies en nuestros cuerpos. Una vez que el Streptococcus mutans los cogió, no los dejó ir.

La función de los genes alude a su valor. Algunos proporcionan ayuda adicional para romper el azúcar. Otros crean más defensas contra el bajo pH. Otros producen toxinas que pueden matar otras especies de bacterias con las que compite.

Estas adaptaciones han hecho al Streptococcus mutans espectacularmente exitoso, y también nos ha proporcionado gran miseria. Las muestras arqueológicas indican que las cavidades se hicieron más comunes con el advenimiento de la agricultura. Para colmo de males, el Streptococcus mutans entra en el torrente sanguíneo a través de las encías, llegar al corazón y producir problemas allí.

Conociendo como el Streptococcus mutans ha evolucionado para alcanzar tal éxito puede ofrecer una manera de combatirlo. El estudio de Stanhope proporciona un auténtico catálogo de adaptaciones. Podría ser posible dirigirse a una de esas adaptaciones y atacar al Streptococcus mutants con precisión milimétrica, dejando intactos al resto de los residentes de nuestra boca. Puede que seamos nosotros los que hayamos convertido al S. mutans en lo que es hoy, pero ahora podemos hacer algo al respecto.

Fuente:

• Phenomena: The loom
• Omar E. Cornejo et al. Evolutionary and population genomics of the cavity causing bacteria Streptococcus mutants. Mol Biol Evol (2012) doi: 10.1093/molbev/mss278 
• P.W. Caufield, G.R. Cutter, A.P. Dasanayake. Initial Acquisition of Mutans Streptococci by Infants: Evidence for a Discrete Window of Infectivity. DR January 1993 vol. 72 no. 1 37-45 doi: 10.1177/00220345930720010501 J 
• Edward J. Harder; Conrad J. Wilkowske; John A. Washington II; y Joseph E. Geraci. Streptococcus mutans Endocarditis. Ann Intern Med. 1 March 1974;80(3):364-368