Los científicos saben, sin embargo, que existe una segunda bacteria dañina llamada Streptococcus sobrinus que acelera la caries en algunas personas, pero se sabe muy poco sobre este microbio. Esto cambiará pronto porque un equipo de investigadores de Bioingeniería de Illinois dirigido por el profesor adjunto Paul Jensen ha secuenciado con éxito los genomas completos de tres cepas de S. sobrinus.
Según Jensen, es difícil trabajar con S. sobrinus en el laboratorio y no está presente en todas las personas, por lo que los investigadores han centrado sus esfuerzos a lo largo de los años en comprender el S. mutans, que fue secuenciado en 2002.
«Aunque es poco frecuente, el S. sobrinus produce ácido más rápidamente y se asocia con los peores resultados clínicos, especialmente entre los niños», señaló Jensen, investigador del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica del campus. «Si el S. sobrinus está presente junto con el S. mutans, se corre el riesgo de sufrir una caries dental galopante, lo que significa que existe algún nivel de comunicación o sinergia entre ambos que aún no comprendemos».
Ahora que se ha completado la secuenciación del S. sobrinus, Jensen y sus estudiantes están construyendo modelos computacionales para comprender mejor cómo interactúan las dos bacterias y por qué el S. sobrinus puede causar una caries dental tan potente cuando se combina con el S. mutans.
Ya han confirmado, por ejemplo, que S. sobrinus carece de vías completas para la detección de quórum, que es la capacidad que tienen las bacterias de detectar y reaccionar ante las bacterias cercanas y, en última instancia, proliferar.
Según Jensen, las bacterias de S. mutans envían antenas en forma de péptido para averiguar cuántas otras células de S. mutans están cerca. Una vez que las células de S. mutans alcanzan un determinado umbral, atacan y crean un desequilibrio en la boca de una persona entre las bacterias buenas y las malas, lo que conduce a la rápida formación de caries.
«S. sobrinus no tiene un sistema completo para hacer esto», dijo Jensen. «Tenemos mucha curiosidad por explorar esto más a fondo y averiguar qué falta y por qué».
Interesantemente, toda la secuenciación del genoma de S. sobrinus fue completada por un equipo de licenciados en Bioingeniería y estudiantes matriculados en el programa de un año de Master en Ingeniería (M.Eng.), en lugar de los candidatos al doctorado que suelen realizar este tipo de investigación a lo largo de varios años.
«Para el campo de S. sobrinus, este es un trabajo innovador porque el campo estaba plagado de falta de información», dijo Jensen. «En 2018, es sorprendente que tuviéramos toda una especie que causa enfermedades y ningún genoma completo de ella. Sin embargo, un ambicioso equipo de estudiantes de grado y de máster completó la secuenciación en un año».
Mia Sales, que se graduó con su licenciatura el pasado mes de mayo, completó los ensamblajes de dos de las especies de S. sobrinus. Sales también construyó el ordenador que otros miembros del equipo utilizaron para realizar los ensamblajes iniciales del genoma.
El becario Will Herbert trabajó en la parte de anotación del proyecto, encontrando genes en las cadenas de aproximadamente 2 millones de nucleótidos de adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T) que componen los genomas de S. sobrinus.
Otros colaboradores de la investigación son los estudiantes de ingeniería Yuting Du, Amitha Sandur y Naaman Stanley. «Este trabajo ejemplifica la capacidad de los estudiantes para sintetizar su experiencia de aprendizaje con una visión completamente nueva, lo que resulta en una publicación de investigación original», dijo el profesor Dipanjan Pan, director del programa de Maestría en Ingeniería.
El equipo de Illinois ha subido la información de secuenciación a la base de datos pública GenBank para que los científicos de todo el mundo tengan acceso a la información genómica de S. sobrinus. Su trabajo se ha publicado en la revista Microbial Resource Announcements con el título «Secuencias genómicas completas de Streptococcus sobrinus SL1 (ATCC 33478 = DSM 20742), NIDR 6715 (ATCC 27351 & 27352), y NCTC 10919 (ATCC 33402).»
Este trabajo fue financiado por una subvención del Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial de los NIH y el programa de Master de Ingeniería en Bioingeniería de Illinois.