El género Yersinia pertenece a la familia Enterobacteriaceae, son bacilos Gram negativos, no esporulados, en general son más pequeños (0.5 a 0.8 μm de diámetro y 1 a 3 μm en longitud) que otros miembros de la familia y crecen lentamente. Las yersinias son anaerobias facultativas, oxidasa y lactosa negativas y catalasa positivas. El crecimiento de estas bacterias ocurre en un rango de temperatura entre 4 y 43°C. Yersinia pseudotuberculosis y Y. enterocolítica son móviles a 25°C, no así Y. pestis.¹
    Hasta el momento se han descrito 17 especies dentro del género Yersinia (Tabla 1), tres de las cuales como agentes zoo-nóticos causantes de procesos infecciosos en los seres humanos y en los animales: Y. pseudotuberculosis, Y. enterocolitica y Y. pestis. La vía de transmisión de Y. pseudotuberculosis y de Y. enterocolitica es por la ingestión de agua o comida contaminada. Y. pestis, como agente etiológico de la peste, es transmitida a humanos por el piquete de pulgas de mamíferos silvestres.¹ Todas, excepto Y. pestis, son microorganismos que se encuentran en el ambiente, y solamente estas tres son patógenos en mamíferos; existen trabajos que argumentan que el ancestro de las yersinias pudo haber sido una bacteria no patógena, y una subpoblación adquirió factores de virulencia.²


    Se ha propuesto que las especies patógenas y las no patógenas han evolucionado de una bacteria ancestral. La sintenia (localización idéntica de los genes en regiones del genoma en diferentes géneros, especies o cepas) casi perfecta entre los genomas de Y. pestis y Y. pseudotuberculosis llevó a pensar que estas dos especies están evolutivamente relacionadas. En bacterias en las que la transferencia horizontal (transmisión de material genético entre bacterias) es poco frecuente, los polimorfismos de secuencia (variaciones en la secuencia de un sitio determinado de DNA entre individuos de una población) reflejan la acumulación de mutaciones en una tasa cronológica uniforme y se correlaciona con el tiempo transcurrido a partir de la divergencia del ancestro común. Comparando con la tasa cronológica de divergencia de la bacteria Escherichia coli se ha establecido a Y. pestis como una clona muy conservada de Y. pseudotuberculosis.³ Se ha calculado que el ancestro común de las yersinias emergió hace 42 a 187 millones de años (Figura 1). Y. pseudotuberculosis y Y. enterocolítica divergieron hace 0.4 a 0.9 millones de años, finalmente Y. pestis emergió de Y. pseudotuberculosis, hace mil 500 a 20 mil años.^2,3 Esta última corresponde a un periodo de tiempo muy corto, ya que existe casi la misma distancia evolutiva entre estas dos especies, que entre E. coli y las especies de Salmonella, estimándose que este último evento tomó millones de años.⁴

    En el estudio de Hinchliffe y cols. (2003) basado en microarreglos del genoma completo (repertorio de la expresión de genes, RNAm bajo una condición determinada) de varios aislamientos de Y. pseudotuberculosis y Y. pestis se encontró que las secuencias relacionadas al parasitismo de insectos incluyen complejos de toxinas insecticidas que se encuentran presentes en varias cepas de Y. pseudotuberculosis; esto implica que la adaptación de Y. pestis al intestino de las pulgas no habría sido un evento único, sino progresivo.⁵
    Aunque Y. pseudotuberculosis y Y. pestis están relacionadas, no tienen el mismo grado de virulencia, puesto que la dosis letal media (DL₅₀), para inoculación subcutánea, es de > 10⁵ CFU y < 10 CFU respectivamente,² además poseen diferentes características ecológicas, epidemiológicas y clínicas. Producen infecciones no relacionadas, a pesar de su similitud genómica; entre tanto, Y. enterocolítica, es responsable de infecciones con espectro clínico muy similar al que produce Y. pseudotuberculosis, estos hechos constituyen la “paradoja de Yersinia”. Salvando las diferencias sindrómicas (cada especie induce una enfermedad con síntomas y signos diferentes) que existen entre ellas, las tres especies son patógenas de mamíferos, atacan los tejidos linfáticos durante la infección y llevan el plásmido de virulencia pYV de 70 kb (replicón de DNA autorreplicable, pero dependiente de la maquinaria bioquímica de la célula). Este replicón es esencial para superar las defensas del hospedero pues porta genes que codifican para las proteínas que median la virulencia denominadas Yops, las cuales son “inyectadas al citoplasma” de la célula eucariota hospedera por una maquinaria de secreción denominada el sistema de secreción tipo III (inyectosoma). El papel de las Yops es interferir con la transducción de señales del macrófago.⁴
    Usando métodos modernos de secuenciación, se registraron en el banco de datos y compararon los genomas de Y. aldovae, Y. bercovieri, Y. frederiksenii,Y. intermedia, Y. kristensenii, Y. mollaretii, Y. rodhei, Y. ruckeri. Y. pseudotuberculosis, Y. pestis y Y. enterocolítica. Los genomas de las 17 especies descritas constan de 3.7 a 4.8 Mb (mega bases son 10⁹ bases), Y. ruckeri, cuya clasificación en el género es controversial, es la especie evolutivamente más distante y posee el genoma más pequeño. Y. pseudotuberculosis y Y. pestis perdieron grupos de genes para la biosíntesis de cobalamina (cbi), para la utilización de 1, 2-propanediol (pdu) y para el uso de tetrationato (ttr) como aceptor final de electrones, esta capacidad metabólica aumentó las tasas de crecimiento en anaerobiosis. En el caso de la Salmonella, la pérdida de este gen protege a la bacteria contra especies reactivas de oxígeno producidas por el sistema inmune del hospedero.⁶ Y. pestis ha perdido los genes esenciales para la síntesis de los glucanos periplásmicos ramificados que actúan como osmoprotectores,⁷ quizá sea esta alguna de las causas por las que Y. pestis no puede sobrevivir sin un hospedero.
    Los genes de virulencia se localizan en segmentos de DNA, han sido adquiridos en el proceso evolutivo por las bacterias patógenas y se denominan islas de alta patogenicidad, HPI (acrónimo del inglés High Pathogenicity Island). Y. pseudotuberculosis no es la excepción (Figura 2). Dichos genes son capaces de movilizarse de un sitio a otro en el genoma; su alto grado de conservación en varias especies bacterianas indica que la adquisición de esta isla es reciente y que ha retenido su capacidad de movilizarse. Las condiciones que afectan a la eficiencia en la transferencia de material genético en forma horizontal, en el ambiente, son en general desconocidas. El estudio de Lesic y Carniel en 2005 concluyó que las temperaturas bajas y los medios líquidos favorecen la transferencia de la isla de alta patogenicidad entre las cepas de  
Y. pseudotuberculosis y Y. pestis, aunque también determinan que no todos los serotipos sean capaces de recibir dicha isla, los serotipos II y IV, no poseen este elemento genético.⁸

 

 

Figura 2. Organización génica de la isla de alta patogenicidad (HPI) en especies de Yersinia. El locus conservado de yersiniabactina (flechas en negro), las regiones menos conservadas (flechas en gris) y los operones (flechas en blanco). Los ORFs corresponden a probables genes crípticos provenientes de fagos (modificado de Carniel)

YERSINIA PSEUDOTUBERCULOSIS

 

Y. pseudotuberculosis es un organismo robusto capaz de sobrevivir por mucho tiempo en ambientes naturales debido a su habilidad de mantenerse metabólicamente activo a temperaturas extremas, se puede encontrar en el agua, en el suelo, y en diversos animales. El organismo se encuentra probablemente en todo el mundo, pero es más común en Europa del Norte y en Asia. Los principales reservorios son los roedores y aves silvestres. Los animales infectados son portadores crónicos y contaminan aguas y alimentos.¹
    Así como otras especies del género, Y. pseudotuberculosis puede multiplicarse de 5 a 42 °C, forma colonias visibles a 26 °C en 24 a 36 horas en medio gelificado en presencia de sales inorgánicas y un carbohidrato fermentable, como dextrosa, ramnosa o melibiosa. A diferencia de Y. pestis, puede sintetizar metionina, fenilalanina, treonina, glicina, isoleucina y valina. Solo es móvil a 26 °C, y no a 37 °C. Y. enterocolítica reprime la expresión de la flagelina a 37 °C,9,10 esta podría ser la causa de la pérdida de movilidad de Yersinia pseudotuberculosis a 37 °C.

GENOMA DE Y. PSEUDOTUBERCULOSIS

El genoma de Y. pseudotuberculosis YPIII es de 4.7 mega-pares de bases (Mb), el cromosoma es único, posee un plásmido de virulencia denominado pIB1 (68.5 kilobases, kb), que en Y. enterocolítica W227 se le conoce como pYV227 (69.5 kb) y en Y. pestis KIM es nombrado pCD1 (70.5 kb);¹¹ en Y. pseudotuberculosis puede encontrarse un plásmido críptico, pYptb32953 (27.7 kb). El porcentaje G+C del genoma de Y. pseudotuberculosis es de 47.6 % y las regiones codificantes constituyen el 83.6 % del genoma. El tamaño del cromosoma de Y. pestis y Y. enterocolítica es de 4.6 Mb.^7,12 En las tres especies se localizan elementos móviles llamados secuencias de inserción (IS), pequeños segmentos de DNA con capacidad de moverse en el genoma de la bacteria que propician cambios estructurales y funcionales en esta, como inserciones, eliminaciones y cambios en la expresión de genes; estos cambios responden a la constante necesidad de adaptarse al estrés ambiental y contrastan con la compactación y reducción que caracterizan a otras bacterias intracelulares (obligadas). Esta aparente paradoja solo refleja diferentes mecanismos de la evolución reductiva (Figura 1).

CONCLUSIÓN El desarrollo de técnicas masivas de secuenciación y el avance de la bioinformática ha hecho posible secuenciar una significativa cantidad de genomas bacterianos, lo que ha permitido analizar a nivel estructural la similitud y/o divergencia de estos; y de esta manera poder inferir funciones y mecanismos de regulación de los genes. Los esfuerzos para explicar las diferencias fenotípicas y sindrómicas entre Y. pestis y Y. pseudotuberculosis por la evolución de sus genomas sugieren que Y. pestis ha sufrido una pérdida de genes por el proceso de evolución reductiva. No obstante, los estudios se basaron en la comparación de una cantidad limitada de secuencias, por tanto, debe considerarse como un punto de partida para las investigaciones experimentales. Un ejemplo de estas investigaciones es el estudio de los sistemas de transporte en donde una gama de modalidades están presentes.