ADN de microorganismos y humano en el metro de Nueva York

La panoplia de microorganismos y otras especies presentes en nuestro medio ambiente influencian la salud humana y la enfermedad, especialmente en las ciudades, pero medicosesto todavía no se han perfilado con la metagenómica a escala de toda una ciudad. E. Afshinnekoo y cols. del Weill Cornell Medical College, junto con otros centros americanos e internacionales, bajo la coordinación del genetista E. Mason, del Departamento de Fisiología y Biofísica, en una investigación publicada en CELS, han informado sobre la secuenciación del ADN de superficies del sistema del metro de la ciudad de Nueva York, usado por más de 5,5 millones de personas al día, de canal Gowanus y de parques públicos.

Desde el punto de vista operativo, para identificar los microorganismos, el equipo, que incluía estudiantes de medicina, estudiantes graduados y voluntarios, dispersos por toda la ciudad, tomó muestras con hisopos de bancos de madera y metal, pasamanos, asientos, puertas, postes, torniquetes, botes de basura, quioscos, etc. en todas las estaciones de metro abiertas de 24 líneas en cinco condados. Después de 17 meses de muestreo se analizaron sus resultados

subwayCuriosamente, el equipo vio que el ADN humano detectado en las estaciones de metro se corresponde con el origen étnico de las personas que viven cerca de allí. Así, en las muestras tomadas en el metro cerca de un barrio con un alto número de residentes hispanos, se detectó una gran cantidad de genes hispanos y asiáticos; las muestras de las vecindades de Brooklyn, Kensington y Windsor Terrace tenían genes específicos de británicos, finlandeses y toscanos que corresponden con la población de la zona. La gama más diversa de microorganismos se encontró en el Bronx, seguido de Brooklyn, Queens, Manhattan y la zona de Staten Island, con la menor diversidad de ADN.

Sobre los microorganismos detectados, casi la mitad del ADN (48%) no coincidía con ningún organismo conocido; los organismos identificados abarcaron 1.688 taxones de bacterias (46,93%), virus, arqueas y eucariotas. Con el llamado PathoMap, los científicos identificaron miles de especies de bacterias y virus (en su mayoría inofensivas).

De las bacterias conocidas encontradas, la mayoría (57%) no se asocian con enfermedades humanas, un 31% eran bacterias oportunistas que pueden representar riesgos para la salud de las poblaciones inmuno-comprometidos, y un 12% eran patógenos. Entre los patógenos hallados, llama la atención de dos muestras con la presencia de fragmentos de ADN de Bacillus anthracis (carbunco), y tres muestras con un plásmido asociado a Yersinia pestis (peste bubónica). En un 27% de las muestras, en 220 estaciones, se hallaron bacterias vivas, sobre todo Acinetobacter baumanii, con resistencia antibiótica.

amarilloLos microorganismos más comunes encontrado fueron Pseudomonas stutzeri entre las bacterias, y fagos de enterobacterias ente los virus:

Bacterias Virus/fagos

1.224

Pseudomonas stutzeri

74

Fago de Enterobacteria  phi174

1.007

Stenotrophomonas maltophilia

28

Epsilon 15likevirus

939

Enterobacter cloacae

13

Fago de Erwinia  ENT 90

728

Acinetobacter radioresistans

12

Fago de Enterobacteria  HK97

675

Acinetobacter nosocomialis

10

Fago de Stenotrophomonas phSMA7

555

Lyninibacillus sphaericus

9

Fago de Staphylococcus PVL

544

Enterococcus casseliflavus

7

Fago de Enterobacteria mEp235

460

Brevundimonas diminuta

6

Fago de Lactococcus ul36

428

Acinetobacter lwoffii

6

Fago de Stenotrophomonas ph SMA9

427

Bacillus cereus

4

Fago de Enterococcus phFL3A

La predicción de la ascendencia del ADN humano dejado en las superficies del metro puede hacer recapitular los datos demográficos del Censo de Estados Unidos, y los sellos bacterianos pueden revelar la historia de una estación, como es el caso de las bacterias marinas de una estación inundada por un huracán. El mapa metagenómico de referencia de Nueva York podría ayudar a la vigilancia a largo plazo de enfermedades, la mitigación de amenazas del bioterrorismo, y la gestión de la salud en el entorno construido de las ciudades.

El estudio fue apoyado por el Nacional Institutos of Health, el Weill Cornell Clinical and Translational Science Center, la Pinkerton Foundation, lae Vallee Foundation, la WorldQuant Foundation, la Epigenomics Core Facility de Weill Cornell, el HudsonAlpha Institute for Biotechnology, Illumina, Qiagen, e Indiegogo (como mecenazgo y soporte)

Ebrahim Afshinnekoo et al. Geospatial resolution of human and bacterial diversity with City-Scale metagenomics. CELS 1, 1–15, July 29, 2015

http://dx.doi.org/10.1016/j.cels.2015.01.001