¿Los hongos nos pueden controlar como en  “The last of us”? 

Últimamente con las recientes mutaciones de las bacterias y virus que vivimos en nuestro día a día parece que todo puede llegar a atacarnos, pero, jugando a la famosa franquicia de “The last of us” se nos vino a la cabeza una pregunta algo peculiar, ¿Qué condiciones deberían de suceder para que un hongo nos pueda infectar como en el videojuego? 

Para que un hongo pueda llevar cabo una infección efectiva en humanos debe cumplir con 4 criterios para lograrlo y estas son: 

• Capacidad para crecer en temperaturas de 37°C
• Habilidad para alcanzar tejidos internos del huésped 
• Habilidad para digerir y absorber componentes de los tejidos humanos
• Habilidad para resistir el sistema inmune.

Y si te dijera que existen 4 linajes de hongos que cumplen con los criterios y son 

• Zygomycota 
• Entomophtorales 
• Ascomycota 
• Basidiomycota

¿Entonces porque aún no hay una infección?, pues investigaciones de Casedall y colaboradores abordan el primer criterio en donde proponen que la evolución endotérmica y homotermica ocasiona una zona de exclusión térmica en la cual el hospedero restringe el crecimiento fúngico, al analizar 144 géneros entre los que se encontraba el Dikarya que es un supergrupo de hongos que alberga principalmente a las divisiones Ascomycota, Basidiomycota y Entorrhizomycota encontraron  que muchos de los aislados crecen bien entre 12 y 30°C, pero que con cada aumento de  1°C mayor a 30 °C alrededor del 6% unas pocas cepas pueden crecer³, es decir que solo un porcentaje de hongos tendrán la capacidad de cumplir con el primer criterio para infectar humanos.

El segundo criterio es la capacidad de locomoción, atributo que deben tener los hongos para poder infectar a los humanos y moverse a través del cuerpo, para ello han empleado moléculas de adhesión y factores de virulencia como estrategias de motilidad ya que una vez que han alcanzado una locación favorable es necesario mantenerse en ese sitio La morfogénesis entre dos formas celulares básicas, redondas u ovoides y separables, o largas, filamentosas y conectadas a micelios multicelulares, ocurre esencialmente en todos los hongos patógenos humanos. La locomoción aérea para alcanzar sustratos distantes ha evolucionado de manera convergente en forma de células de dispersión entre tres filos de hongos: esporangiosporas asexuales entre los Zygomycota, conidios asexuales y ascosporas meióticas entre los Ascomycota y basidiosporas meióticas entre los Basidiomycota. La eficacia de esta forma de locomoción aérea se refleja en el viaje de las esporas de hongos por todo el continente su ubicuidad dentro y fuera de las viviendas humanas⁶ y su aislamiento en elevaciones estratosféricas de hasta 20 km⁷.

El Tercer criterio que deben cumplir los hongos para llevar a cabo una infección en humanos es su capacidad de secretar enzimas que puedan disolver apropiadamente los tejidos de su hospedero, un estudio del 2016 donde realizaron una comparativa filo genómica entre especias patogénicas y no patogénicas de hongos, encontraron que los genes que codifican enzimas que disuelven plantas habían disminuido en las especies patógenas mientras que aquellas que codifican para hidrolasas de tejidos animales se habían enriquecido⁸. Un ejemplo curioso es el de A. fumigatus el cual puede ser un reciclador de carbono y nitrógeno vegetal en ambientes de composta, pero puede convertirse en un asesino de pacientes debido a su termoresistencia y su producción de hidrolasas, esta característica le confieren una ventaja entre la competencia microbiana en la materia vegetal en descomposición y por aparente coincidencia le permiten resistir la respuesta a la fiebre humana y lisar rápidamente el tejido en ausencia de neutrófilos defensores cuando infecta pulmones humanos.

Después de la hidrólisis de las macromoléculas del huésped, se requiere que el patógeno fúngico humano posea transportadores para absorber los oligo y monómeros liberados de fuentes de nitrógeno, carbono y fosfato, así como micronutrientes. La adquisición y el manejo de la toxicidad de micronutrientes metálicos como el hierro y el zinc son especialmente críticos debido a su papel como cofactores en procesos enzimáticos como la respiración y la dismutación del superóxido. La retención por parte del huésped de estos elementos de los patógenos bacterianos se ha denominado “inmunidad nutricional”¹⁰ y los mismos mecanismos limitan el crecimiento de los hongos patógenos. Por ejemplo, el huésped humano secuestra activamente hierro durante la infección para retenerlo del patógeno^11-15. Los parásitos fúngicos humanos más eficaces, a juzgar por la amplitud de su distribución y el número de huéspedes que habitan, son capaces de modular a la baja las respuestas inmunitarias humanas (cuarto criterio), disminuyendo así el riesgo para ellos mismos de ser eliminados inmunológicamente, los ganadores evolutivos logran moderar la inflamación del huésped y enfermedad. Entre los patógenos que adoptan estas estrategias se encuentran Pneumocystis jirovecii, el agente de la neumonía por pneumocistis, los dermatofitos antropofílicos que causan tiña y hongos en las uñas de los pies, y posiblemente las Candida colonizadores de la boca y los intestinos humanos que solo invaden sistémicamente cuando se violan las defensas normales.

El hongo Cordyceps ganó popularidad debido al lanzamiento de la serie “The last of us” en donde dicho hongo ocasiona una pandemia en el mundo convirtiendo a los humanos en zombis, probablemente el creador de la serie Neil Druckmannn se inspiró en el hongo Ophiocordyceps unilateralis que infecta a las hormigas bala controlando su organismo. Este hongo infecta a las hormigas encargadas de recolectar comida a través de la invasión del exoesqueleto de la hormiga mediante la adhesión de sus esporas. Conforme la infección avanza la hormiga es controlada obligándola a abandonar su nido y buscar un lugar más húmedo para el adecuado crecimiento del hongo, haciendo que la hormiga clave sus mandíbulas en la vena de una hoja de una planta y esperar su destino, la muerte. Así es como el hongo se alimenta de las entrañas de la hormiga hasta que está listo para su última jugada que es lanzar sus esporocarpos que crecen de la cabeza de la hormiga y se abren liberando las esporas para infectar nuevas hormigas, el proceso dura entre 4 y 10 días.  Investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania mediante microscopia fluorescente no observaron rastros de este hongo en el cerebro de las hormigas, pero el control podría ser a través de compuestos bioactivos que interfieren con el sistema nervioso de la hormiga y controlarla a través de los músculos.

La gran pregunta es ¿los hongos pueden infectarnos y controlarnos como en la serie de “The last of us” ?, hoy en día la respuesta es no, no es posible, Pero como lo comentamos al inicio de este blog, las mutaciones que estamos viviendo gracias a los cambios climáticos podría hacerlo posible en un futuro.

REFERENCIAS

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• 2 Köhler JR, Hube B, Puccia R, Casadevall A, Perfect JR. 2017. Fungi that infect humans. Microbiol Spectrum 5(3):FUNK-0014- 2016.
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• 5 Raper JR, Miles PG. 1958. The genetics of Schizophyllum commune. Genetics 43:530–546. 
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Por: M. EN C. Karla Pérez