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Microbiota y microbioma: los microorganismos todavía tiene mucho que contar

Cómo funcionan y cómo afectan a nuestra salud, el estudio sobre estas especies biológicas está dando pasos agigantados.

Septiembre, 2022

Dossier: el interés popular por los microorganismos que habitan en nuestros cuerpos se ha disparado en la última década. Microbiota y microbioma son dos de los términos que están cada vez más presentes al hablar de la salud. Aprovechando que el 17 de septiembre se celebra el Día Internacional de los Microorganismos —jornada creada para concienciar sobre el papel que juegan éstos en la salud, tanto de las personas como de todo el planeta—, los siguientes tres artículos nos hablan de ello; después de todo, los microorganismos todavía tiene mucho que contar.


Microbiota: cómo funciona y cómo afecta a nuestra salud

Antonio Pineda-Lucena


El ser humano cuenta en su organismo con diez veces más microorganismos que células propias. Estas especies biológicas no sólo son relevantes por su abundancia, sino que también juegan un papel clave en nuestra salud. Los últimos estudios científicos desvelan que estas comunidades microbianas podrían jugar un papel fundamental en el origen de muchas enfermedades.

Por otra parte, su interacción con nuestros organismos podría explicar la respuesta de los individuos a determinadas intervenciones clínicas o terapéuticas, entre ellas algunos tratamientos inmunoterapéuticos frente al cáncer.

Un microbioma insano nos hace más vulnerables al cáncer, al párkinson y la diabetes

El microbioma es el conjunto de todos los microorganismos (bacterias, hongos, virus, etc.) que viven de forma natural en el interior de nuestro cuerpo, además de sus genes y sus metabolitos. No debemos confundirlo con el término microbiota, que se refiere exclusivamente a los microorganismos.

El estudio del impacto del microbioma sobre la salud se ha incrementado exponencialmente en los últimos años. Tras la puesta en marcha en 2008 en Estados Unidos de Proyecto Microbioma Humano (HMP, por sus siglas en inglés) para identificar y caracterizar las comunidades microbianas presentes en el cuerpo humano, se han publicado numerosos artículos científicos analizando la posible relación entre el microbioma humano y diversas enfermedades.

Los resultados no han dejado de sorprendernos. Se ha comprobado que estos microorganismos contribuyen a las funciones metabólicas, nos protegen contra los agentes patógenos, ayudan a desarrollar el sistema inmune y afectan a nuestras funciones fisiológicas, entre otras cosas. Además, existen cada vez más evidencias de su importancia en patologías como el cáncer, el párkinson, la diabetes o la obesidad.

Por si fuera poco, investigaciones recientes indican que una parte muy importante de la influencia ambiental en la salud humana está mediada por la microbiota. Factores como la dieta, el tabaco o el alcohol pueden interactuar directamente con ella, e influir en el desarrollo de enfermedades.

Hacia un nuevo paradigma en la medicina de precisión

El profundo conocimiento actual del microbioma humano, así como de su influencia en la salud y la enfermedad, ha sido posible gracias al progreso tecnológico desarrollado en el campo de las llamadas “ciencias ómicas”. Se trata de disciplinas que estudian en profundidad y a gran escala biomoléculas implicadas en el funcionamiento del organismo. Entre ellas destacan la genómica (genes), la proteómica (proteínas) y la metabolómica (metabolitos o sustancias producidas durante el metabolismo).

Al igual que ocurrió con el genoma humano hace dos décadas, profundizar en el conocimiento del microbioma humano abre una nueva ventana de posibilidades para el tratamiento de enfermedades. Pero para profundizar es preciso estudiarlo desde una aproximación multi-meta-ómica que integre un conjunto enorme de datos, basada en nuevos algoritmos computacionales y desarrollos bioinformáticos.

Ese es el objetivo de proyectos como microBiomics —coordinado por el Cima Universidad de Navarra—, una investigación multidisciplinar que pretende caracterizar, con un nivel de detalle nunca realizado hasta ahora y de una forma novedosa, el papel de la microbiota en distintos procesos patológicos (digestivos, autoinmunes, oncológicos, neurodegenerativos). Este proyecto explora también la respuesta, en términos de eficacia y seguridad, de los pacientes a distintas intervenciones clínicas y terapéuticas.

A pesar de que se conoce cada vez mejor la implicación de la microbiota en la fisiología humana en condiciones normales y patológicas, ignoramos cuáles son los microorganismos concretos involucrados en cada proceso, los mecanismos de acción a través de los cuales se generan compuestos de interés, y su efecto específico sobre las interrelaciones entre la microbiota y su entorno.

Por eso caracterizar esas comunidades microbianas y sus genes representa un reto biotecnológico de primera magnitud en el área de la salud humana. Con esos datos sobre la mesa podríamos comprender mejor los mecanismos moleculares de muchas enfermedades.

Además, sería un excelente punto de partida para diseñar nuevas estrategias terapéuticas basadas en nuevos fármacos biotecnológicos con efectos directos sobre la composición y/o la actividad de la microbiota de los pacientes.

[Antonio Pineda-Lucena es director del Programa de Terapias Moleculares, Universidad de Navarra.]

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Nuestra salud empieza en los intestinos

Luis Collado Yurrita


Cuántas veces en nuestra vida habremos oído el típico comentario de “Se me han agarrado los nervios al estómago y por eso estoy con diarrea”. O esa otra famosa frase, referida a estudiantes u opositores, de “El pobre está con diarrea por los nervios del examen”.

Las decimos casi sin pensar. Ignorando que tienen su origen en una de las famosas sentencias que formulaba a sus discípulos Hipócrates de Cos (460 a.C – 360 a.C), el médico griego considerado uno de los padres de la Medicina. A saber: “La salud comienza en el intestino”. Una máxima que ha permanecido presente y vigente entre los profesionales de la salud, y hasta en el acervo popular.

No iba desencaminado Hipócrates. La prestigiosa revista científica The Lancet apuntaba en un artículo que una de cada cinco muertes que se producen en el mundo se debe a una alimentación deficiente. Concretamente a dietas que no incluyen suficientes verduras frescas, semillas y nueces. Y en cambio, no escatiman en azúcar, sal y grasas trans. Comer así de “mal” no sólo afecta a la salud, sino que hasta nos puede matar.

No es lo mismo alimentación que nutrición

A estas alturas tenemos bastante claro que los pilares fundamentales de nuestra salud son una correcta alimentación y nutrición. Por alimentación entendemos el acto de elección e ingesta del alimento, un proceso voluntario y educable que va modificándose a lo largo de nuestra vida. Por nutrición, el proceso involuntario mediante el cual nuestras células procesan los alimentos que ingerimos.

Pues bien, la base de la nutrición son los procesos que ocurren en nuestro intestino gracias a los microorganismos que lo colonizan y que en la jerga conocemos como microbiota intestinal. Esa microbiota intestinal es compleja y variada. Tanto que se calcula que en nuestro intestino tenemos más de 39 billones de microorganismos, con un peso total que ronda entre los 1 y 2 kilogramos. Ahí es nada.

En individuos sanos los microorganismos protectores que componen la microbiota intestinal superan a los que podríamos denominar como microorganismos potencialmente perjudiciales. Este equilibrio de fuerzas garantiza una división adecuada del trabajo en el interior del intestino y nos permite, junto a otros muchos factores, desarrollar una correcta nutrición sobre la base de una alimentación adecuada.

Microbiota personal e intransferible

Antes de nacer nuestro intestino es estéril. Los microorganismos lo colonizan o bien durante el parto o bien al entrar en contacto con el entorno del paritorio, si el nacimiento es por cesárea. La microbiota se va configurando y creciendo durante los primeros días y meses de la vida. Hasta que alcanza una composición más o menos estable en su diversidad.

Eso sí, no hay dos microbiotas iguales. Su composición es personal e intransferible. Y cambia a lo largo de la vida por distintos factores, entre ellos la alimentación que elegimos llevar, el consumo de fármacos, la actividad física que desarrollamos, incluso nuestra propia genética.

Tal es la importancia de conocer los microbios que pueblan el intestino de cada individuos que en varios países están en marcha proyectos de investigación destinados a conocer la microbiota de su población sana.

El estrés del examen y la microbiota

Llegado a este punto puede que nos venga a la mente la siguiente pregunta: ¿qué ocurre cuando se desequilibra la microbiota intestinal y ganan terreno los microorganismos potencialmente perjudiciales a los beneficiosos para nuestra salud? Cuando esto sucede, ya sea por estrés (como el de un examen), por el consumo no controlado de medicamentos, por dormir poco o por trasgresiones dietéticas, aparece lo que los médicos denominan disbiosis intestinal. Y empezamos a tener problemas serios.

Al fin y al cabo, la disbiosis intestinal no sólo puede causarnos diarrea. También está demostrado que puede ser el pistoletazo de salida para patologías más complicadas como son las enfermedades cardiovasculares, las tumorales, las autoinmunes, las respiratorias, etcétera. Por eso es esencial mantener una adecuada microbiota intestinal. Porque si falla o se deteriora, se ve afectada nuestra nutrición y aumenta el riesgo de enfermar.

La lista de enfermedades en las que sabemos que interfiere la microbiota intestinal está creciendo a pasos de gigante. Sin ir más lejos, se demostró que la microbiota intestinal de los niños autistas es distinta a la del resto de críos. Si en nuestros intestinos escasean bacterias de los géneros Coprococcus y Dialister nos convertimos en blanco fácil para la depresión, según un artículo publicado en Nature microbiology. Asimismo, existen evidencias irrefutables de la relación directa entre la composición de microbiota y el riesgo de sufrir enfermedades nerodegenerativas, entre ellas alzhéimer.

Ahora tenemos pruebas definitivas de hasta qué punto nuestra salud comienza en el intestino (y en su microbiota). ¡Gracias Hipócrates!

[Luis Collado Yurrita es director del departamento de Medicina, Universidad Complutense de Madrid.]

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Microbioma sanguíneo: un desconocido con mucho que contar

María Angeles Jiménez Sousa / Ana Virseda Berdices / Marta Rava / Óscar Brochado Kith


Pocos lugares se encuentran libres de bacterias en el mundo. Desde las profundidades del mar hasta zonas con temperaturas extremas, ningún sitio parece ser del todo hostil para ellas. Y por supuesto, nosotros mismos somos un hábitat perfecto para muchos de estos microorganismos.

La presencia de comunidades bacterianas, o microbiotas, en diferentes localizaciones de nuestro cuerpo es conocida. Algunas, como la de la piel y los intestinos, ya están siendo estudiadas en profundidad.

Estos ecosistemas microscópicos nos están ayudando a encontrar respuestas a diferentes enfermedades. De hecho, utilizamos jabones específicos para cuidar las afecciones de la piel, tomamos probióticos (productos con microorganismos beneficiosos) y prebióticos (nutrientes para alimentar a las bacterias). Incluso se llevan a cabo trasplantes fecales para renovar la flora intestinal.

Recientemente, el estudio de una comunidad bacteriana hasta ahora desconocida en nuestro interior podría añadir nuevas armas al arsenal terapéutico de la biomedicina.

Un río con más vida de lo que pensábamos

La sangre siempre ha sido símbolo de vida y de pureza; tanto es así que la sangría constituyó una de las prácticas médicas más comunes de los cirujanos desde la Antigüedad. Aunque tradicionalmente se ha considerado un fluido estéril, en los últimos años se han multiplicado las evidencias de la existencia de una microbiota sanguínea.

Su origen no está claro, pero parece proceder principalmente de regiones ricas en microorganismos como el intestino, la piel, la boca, las vías respiratorias y los genitales.

La presencia de bacterias en la sangre, al contrario de lo que se pudiera pensar, se detecta tanto en personas sanas como enfermas. Además, este ecosistema varía de individuo a individuo y tiene un papel muy importante en el control y la regulación de la inmunidad.

Migración del intestino a la sangre

Sabemos que las alteraciones del intestino y de su microbiota por inflamación u otros procesos aumentan la translocación bacteriana, que es como se conoce al paso de bacterias o sus productos desde el intestino hasta la sangre.

Se trata de un fenómeno común en diversas enfermedades e infecciones, e implica una activación de las células inmunes, lo que promueve una inflamación generalizada. Entre esas afecciones están el cáncer o dolencias infecciosas como el sida, la hepatitis o la propia covid-19. Así, un estudio reciente ha encontrado que la alteración del microbioma intestinal se asocia con la translocación bacteriana en pacientes infectados con el SARS-CoV-2.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que esa migración puede ocurrir con frecuencia en cualquier individuo, sin consecuencias perjudiciales. De ahí que exista también un microbioma en la sangre de las personas sanas. Es su alteración lo que estaría relacionado con la enfermedad.

Bacterias que nos avisan de que algo anda mal

Así pues, la legión de microbios que corre por nuestras venas no sólo parece cumplir una función determinante en los mecanismos de aparición de diversas dolencias, sino que demuestra ser útil para predecir su desenlace y complicaciones potencialmente mortales.

En este sentido, se han encontrado diferentes porcentajes de microorganismos en la sangre de individuos afectados por ciertas enfermedades en comparación con las muestras de personas sanas. Ha sido el caso de pacientes con afectación renal, depresión e incluso personas que han sufrido un infarto de miocardio, entre otros.

El ecosistema sanguíneo puede darnos muchas pistas sobre lo que está ocurriendo en nuestro cuerpo. A partir de esos datos podríamos saber más sobre el pronóstico y la evolución de los pacientes, además de investigar nuevos tratamientos.

Con una simple extracción de sangre

Su papel puede ser clave en la búsqueda de biomarcadores de enfermedades, debido a la facilidad de obtener una muestra de sangre. Recientes estudios han relacionado la presencia y abundancia de determinados tipos de bacterias con una diferente evolución de la enfermedad en pacientes de hepatitis C.

También se ha descrito la influencia mutua entre el microbioma y otras moléculas en le torrente sanguíneo: las bacterias contribuyen a la composición de los metabolitos (moléculas involucradas en el metabolismo o procesos químicos corporales como lípidos, aminoácidos, glúcidos), y estos afectan a su vez a la arquitectura del microbioma. Es esencial estudiar estas interrelaciones y su impacto en el desarrollo de enfermedades.

¿Quién nos iba a decir que algo tan pequeño iba a tener al final un papel tan grande? Sin embargo, el microbioma sanguíneo todavía es un campo bastante desconocido. Resulta crucial potenciar su investigación para comprender todo lo que subyace en él.

[María Angeles Jiménez Sousa: investigadora Miguel Servet en el Centro Nacional de Microbiología, Instituto de Salud Carlos III; Ana Virseda Berdices: técnico de laboratorio, Instituto de Salud Carlos III; Marta Rava: investigador en epidemiología de enfermedades transmisibles , Instituto de Salud Carlos III; Óscar Brochado Kith: estudiante predoctoral, Instituto de Salud Carlos III.]
[Textos tomados de The Conversation; reproducido bajo la licencia Creative Commons.]

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