La estrategia genética que permite a los hongos ‘atacar’ a los humanos

Los hongos llevan millones de años perfeccionando estrategias para sobrevivir en entornos cambiantes. Algunos, además, han desarrollado una capacidad preocupante: modificar su propia forma para adaptarse al medio y, en determinadas circunstancias, invadir el organismo humano. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Murcia (UMU) ha descifrado parte de ese mecanismo biológico.

El hallazgo revela cómo ciertos hongos reorganizan su genoma para alternar entre dos formas de vida distintas y optimizar su supervivencia. Este conocimiento, publicado en la revista 'Nature Communications', no solo amplía la comprensión de la biología evolutiva de estos organismos, sino que también abre nuevas posibilidades para combatir infecciones fúngicas graves como la mucormicosis.

El estudio, desarrollado por científicos del Departamento de Genética y Microbiología de la UMU y liderado por los profesores Victoriano Garre y Francisco E. Nicolás, se centra en un grupo de hongos conocidos como Mucorales. Estos organismos, según explican los investigadores, poseen una característica singular: son "dimórficos", es decir, pueden adoptar dos formas físicas completamente diferentes según las condiciones ambientales.

Por un lado, pueden crecer como levaduras unicelulares, una forma de vida simple y compacta. Por otro, desarrollarse como micelio filamentoso, una red de filamentos microscópicos que se expande por el entorno.

El equipo de investigación ha identificado que esta capacidad no depende de un único gen que se active o se desactive según la situación. En realidad, el hongo dispone de múltiples copias de genes que han evolucionado para desempeñar funciones específicas en cada estado biológico.

En lugar de usar el mismo gen para todo, el hongo ha desarrollado copias especializadas: unas están diseñadas exclusivamente para funcionar en fase de levadura y otras para la fase de micelio. "Este mecanismo permite al hongo optimizar sus funciones vitales dependiendo de si se encuentra en un ambiente con o sin oxígeno", explica Francisco Nicolás, autor del artículo.

Para entender este mecanismo, los investigadores analizaron el hongo modelo Mucor lusitanicus. El resultado reveló que durante el cambio de forma entre levadura y micelio, alrededor del 70 % del genoma del hongo se activa de manera diferente. Es decir, no se trata de un simple ajuste puntual, sino de una reorganización masiva en la actividad genética del organismo.

Según el investigador de la UMU, este dato refleja una estrategia evolutiva especialmente sofisticada. "Esta reorganización masiva indica que los Mucorales han sufrido una adaptación genómica profunda y global para gestionar su dualidad", explica. "No se trata de unos pocos cambios aislados, sino de una estrategia evolutiva diseñada para optimizar cada proceso celular dependiendo de si el hongo está en un ambiente sin oxígeno (levadura) o con oxígeno (micelio)".

El propio Nicolás utiliza una imagen sencilla para describir este sistema: "Es como si el hongo tuviera dos cajas de herramientas distintas en un mismo genoma, cada una optimizada para un estilo de vida diferente".

Además, muchos de estos genes aparecen organizados en estructuras llamadas head-to-head —'cara a cara'— que comparten un mismo centro de control genético. Este diseño permite que genes con funciones relacionadas se activen simultáneamente para responder a cambios ambientales.

Consecuencias para la salud

Comprender esta capacidad de transformación también tiene consecuencias directas para la salud humana. Los hongos del orden Mucorales son responsables de la mucormicosis, una infección fúngica grave que puede afectar a personas con el sistema inmunitario debilitado, como pacientes con diabetes descontrolada o que han recibido un trasplante. La enfermedad puede provocar necrosis en tejidos de los pulmones, el cerebro o la zona nasal.

"La capacidad de cambiar de forma es lo que permite a estos hongos infectar a humanos, evadir el sistema inmune y propagarse", señala Nicolás. Comprender cómo funciona ese proceso, añade, significa descifrar el "manual de instrucciones" genético que guía la infección.

Uno de los hallazgos más relevantes del estudio es la identificación de dos nuevos genes reguladores, denominados dkl y dfl. Estos genes actúan como auténticos coordinadores del proceso de transformación. En términos figurados, serían los responsables de dirigir la compleja 'orquesta' genética que permite al hongo cambiar de forma.

"Este hallazgo es fundamental porque, al eliminarlos, el hongo pierde su capacidad de transformarse y su expresión genética se descontrola", explica el investigador. Este resultado tiene implicaciones directas para la medicina.

Nuevos tratamientos

El siguiente paso científico consiste, según Nicolás, en estudiar con mayor detalle la estructura de las proteínas producidas por estos genes reguladores con el objetivo de "diseñar moléculas o fármacos capaces de bloquear su actividad".

"Si logramos inhibir estos reguladores, podríamos congelar al hongo en una forma no agresiva o impedir que se adapte al cuerpo humano, bloqueando así el avance de la infección", explica Nicolás. Este enfoque permitiría desarrollar nuevas dianas terapéuticas frente a la mucormicosis y otras micosis sistémicas.