Ponen de manifiesto que el ajuste en el número de copias de un gen específico de virulencia aumenta el tiempo de infección en los individuos afectados. Esta evolución genética incrementaría el período de contagio en un entorno menos densamente poblado donde el tiempo de transmisión entre individuos es necesariamente más largo. Esta variación genética se observa de manera independiente en cada una de las dos grandes pandemias de peste, cientos de años antes de que se extinguieran.
Imagen de ilustración Pixabay
El estudio fue publicado el 29 de mayo de 2025 en la revista Science.
La historia de la humanidad está marcada por tres grandes pandemias de peste. La primera pandemia comienza en la cuenca mediterránea en el siglo VI.
La segunda pandemia emerge en el siglo XIV y resurge en varias ocasiones durante más de 500 años en Europa. La primera ola de esta segunda pandemia, conocida como "Peste Negra", sigue siendo hasta hoy el evento más mortífero de la historia de la humanidad, matando entre el 30 y el 50% de las poblaciones europeas entre 1347 y 1352.
La tercera pandemia de peste aparece en Asia en 1850. Se extiende por todos los continentes y persiste aún hoy en regiones denominadas "endémicas" que incluyen países como Uganda y la República Democrática del Congo, pero también Estados Unidos o Mongolia.
El bacilo de la peste, Y. pestis, sigue siendo muy letal debido a la presencia de diversos factores de virulencia, en particular el factor pla, presente en numerosas copias en el genoma de la bacteria. Este factor de virulencia permite a la bacteria alcanzar los ganglios linfáticos y proliferar antes de propagarse al resto del organismo, induciendo una septicemia fulminante.
Al estudiar cientos de muestras tomadas de víctimas antiguas de la peste, los investigadores de la Universidad McMaster, especialistas en ADN antiguo, observaron una disminución en el número de copias del gen pla en las últimas fases de la primera y segunda pandemia. Para completar esta observación, los científicos del Instituto Pasteur se interesaron por la tercera pandemia de peste, cuyas muestras son más recientes y conservadas vivas.
El bacilo de la peste atenuó su virulencia lo que prolongó la duración de las dos grandes pandemias. Macrófagos infectados con Yersinia pestis.
© Josué Barquero & Anne Derbise, Unidad Yersinia, Instituto Pasteur (2024)
"Nuestro estudio se encuentra entre los primeros en analizar específicamente la evolución de un patógeno antiguo, aún vigente, para comprender los factores de virulencia, persistencia o extinción de las pandemias", declara Hendrik Poinar, coautor principal del estudio, director del McMaster Ancient DNA Centre y titular de la cátedra Michael G. DeGroote de antropología genética.
El Centro Nacional de Referencia Peste y otras yersiniosis del Instituto Pasteur posee una de las colecciones de aislamientos modernos de Y. pestis más ricas del mundo. "Nuestros colaboradores internacionales, que monitorean los brotes locales de peste en todo el mundo, nos han permitido disponer de muestras bacterianas únicas para este proyecto" explica Javier Pizarro-Cerdá, coautor principal del estudio, responsable de la unidad de investigación Yersinia y director del centro colaborador OMS Peste en el Instituto Pasteur.
"Pudimos identificar tres muestras de Y. pestis tomadas en los años 1990 en Asia en las que el número total de genes pla había disminuido" indica Guillem Mas Fiol, coprimer autor del estudio e investigador en la unidad Yersinia del Instituto Pasteur.
"Gracias a estas tres muestras, pudimos estudiar in vitro e in vivo el efecto biológico de estas deleciones del gen pla, estableciendo así un puente con las observaciones paleogenómicas de nuestros colegas canadienses" completa Javier Pizarro-Cerdá.
En modelos murinos de peste bubónica, los investigadores observaron que la disminución en el número de copias del gen pla está relacionada con una mortalidad reducida del 20% y un aumento en la duración de la infección en los individuos afectados, con ratas infectadas que vivían más tiempo.
Los investigadores sugieren que las ratas infectadas con estas bacterias pudieron propagar más la infección en un entorno donde la densidad de mamíferos era reducida. En efecto, la alta mortalidad de roedores al inicio de las olas pandémicas conlleva una disminución en la proximidad de los huéspedes.
"La disminución de la virulencia daría una ventaja selectiva al bacilo en el contexto de una densidad poblacional reducida" explica Javier Pizarro-Cerdá. Las pandemias habrían terminado por extinguirse, probablemente debido a la virulencia reducida de estas cepas.
Esta evolución genética apareció de manera aleatoria e independiente en cada pandemia histórica de peste. "Nuestras investigaciones revelan un patrón clave en la historia evolutiva de la peste. Sin embargo, hay que destacar que la mayoría de las cepas que siguen circulando hoy en África, América y Asia son cepas de alta virulencia, es decir, aquellas que en su día causaron una mortalidad masiva", subraya Ravneet Sidhu, coprimera autora del estudio y estudiante de doctorado en el Centro de ADN Antiguo de la Universidad McMaster.
La letalidad por infección del bacilo de la peste, Y. pestis, está hoy mejor controlada gracias a los antibióticos y métodos diagnósticos, lo que hace que la dinámica evolutiva sea diferente.
"La peste sigue siendo una enfermedad que, aunque rara hoy día, sigue siendo un problema de salud pública y representa un modelo para entender tanto la emergencia como la extinción de pandemias en sentido amplio. Este ejemplo ilustra el equilibrio de virulencia que un patógeno puede adoptar para transmitirse eficazmente de un huésped a otro" concluye Javier Pizarro-Cerdá.