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El microbioma, el último órgano por conocer

Publicado el 25/06/2021

Muchas de las células vivas en tu cuerpo, tal vez incluso una mayoría, no te pertenecen en absoluto. Estudios recientes cifran en casi 40 billones los organismos unicelulares que nos habitan principalmente bacterias, pero también arqueas, hongos, virus y otros microbios.

Colectivamente llamado el microbioma humano, la creciente evidencia científica indica que muchos de estos microorganismos, que han evolucionado con nosotros durante millones de años, realizan funciones esenciales para nuestra supervivencia hasta el punto de que se le ha llamado el último órgano humano

Sin embargo, conocemos poco sobre su biodiversidad y el papel que desempeña en nuestra salud. Sabemos que las especies presentes en el microbioma varían de una persona a otra, incluso también en una misma persona a lo largo de la vida. La pregunta es: ¿podemos aprovechar este ejército de microorganismos para mejorar nuestra salud e incluso combatir enfermedades?

Hoy, con motivo del Día Mundial del Microbioma, hablamos con cuatro investigadores CaixaResearch que lideran diferentes proyectos para entender mejor nuestro microbioma.

 

Combatir el VIH


Alessandra Borgognone. IrsiCaixa.

El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) empezó a provocar epidemias devastadoras a finales del siglo XX. Su ataque al sistema inmunológico puede causar si no se trata el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA). Pero gracias al desarrollo de la terapia antirretroviral, esta enfermedad mortal es ahora una enfermedad crónica en muchas partes del mundo. 

Lograr su erradicación es el objetivo principal de IrsiCaixa, un centro pionero impulsado por la Fundación ”la Caixa” que ha cumplido ya 25 años de investigación multidisciplinar contra el VIH. Entre sus proyectos destaca el desarrollo de una vacuna terapéutica que en ensayos clínicos ha permitido que algunos pacientes ya no necesiten tomar terapia antirretroviral diaria para controlar su enfermedad.

Alessandra Borgognone, investigadora postdoctoral en el grupo de Genómica Microbiana de este centro, estudia por qué algunos pacientes han respondido mejor a la vacuna que otros. Y más específicamente, cuál es el efecto del microbioma único de cada paciente en su respuesta. “Pensamos que era una buena idea obtener muestras de heces para analizar el microbioma intestinal, ya que ensayos en otras estrategias de inmunización sugieren una asociación entre la presencia de determinados grupos de bacterias y una mejor respuesta a vacuna”, explica la investigadora. Los primeros resultados indican la presencia de unos patrones distintos en el microbioma intestinal de las personas que, tras la vacuna, conseguían controlar mejor la carga viral de VIH cuando se retiraba el tratamiento antirretroviral y las que no. 

Para obtener estos perfiles, se analizaron el genoma y las proteínas de todos los microorganismos presentes en los microbiomas de cada paciente para “identificar las comunidades microbianas en cada muestra, qué funciones realizan y su interacción con las células del huésped”, señala Borgognone. Tras este primer estudio, que publicará resultados en breve, tienen prevista una segunda fase ampliando con más participantes el estudio clínico. 

 

El microbioma y el embarazo


Francesca Crovetto. BCNatal.

Tradicionalmente, se pensaba que mientras el feto permanecía en el útero de la madre este crecía en un entorno libre de gérmenes. Así pues, su microbiota se desarrollaba al nacer, y por eso el modo con el cual nacía jugaba un papel determinante en la composición de la microbiota del recién nacido. Ciertos estudios que parecían probar esta hipótesis relacionaban el parto por cesárea con un mayor riesgo de alergias y otras afecciones, ya que los bebés no entran en contacto con las bacterias inmunoestimulantes como lo harían a través del parto vaginal.

“Recientemente, se han observado una serie de microorganismos en la placenta, el cordón umbilical y el líquido amniótico”, explica la investigadora. «Lo que queremos descifrar es la ruta que toman para llegar al bebé y qué efectos tienen». Ahora, gracias a estudios como los que está llevando a cabo la investigadora de BCNatal Francesca Crovetto, sabemos que la microbiota del bebé comienza a formarse mucho antes del nacimiento, y sabemos que el ambiente materno durante la vida fetal puede modificar la microbiota de la madre y quizá luego del recién nacido. 

Como parte del estudio IMPACT, que cuenta con el apoyo de la Fundación «la Caixa», Crovetto y su equipo están investigando el papel que juega el estilo de vida durante el embarazo en la conformación de la microbiota materna y eventualmente del bebé. 

Los primeros resultados preliminares señalan los beneficios de una dieta mediterránea rica en nutrientes. Además, y como respuesta al COVID-19, también estudian a mujeres que contrajeron SARS-CoV-2 durante el embarazo y han visto que esto también tiene efectos en la microbiota. 

Actualmente están siguiendo el desarrollo de los bebés de estas mujeres para determinar los efectos en sus microbiotas y su salud.

 

La obesidad y diabetes de tipo 2


Sonia Fernández. IISPV.

Si hablamos de dieta y microbioma, no podemos pasar por alto sus posibles efectos en la obesidad, la llamada pandemia silenciosa del siglo XXI que afecta a unos 650 millones de adultos en todo el mundo. Más allá de consideraciones estéticas, las personas con obesidad tienen hasta 80 veces más probabilidades de padecer diabetes de tipo 2.

En el laboratorio de Sonia Fernández en el Instituto de Investigación Sanitaria Pere Virgili (IISPV) y del Hospital Universitario de Tarragona Joan XXIII, con la ayuda de la Fundación ”la Caixa”, investigan cómo varía la microbiota intestinal entre personas con y sin obesidad.

En pacientes obesos y en aquellos con diabetes de tipo 2, hay niveles elevados de succinato, un metabolito que es producido por nuestras células pero también por las bacterias presentes en nuestro intestino. “Hemos descubierto que el succinato es un indicador fiable del estado metabólico del paciente que se puede utilizar por ejemplo como biomarcador de remisión de diabetes en el contexto de la cirugía bariátrica”, explica Fernández.

Además, las personas con niveles elevados de succinato también tienen menos bacterias que lo consumen. Por eso, Fernández y su equipo quieren aumentar el número de estas bacterias consumidoras de succinato como posible terapia contra la obesidad. Hasta el momento, han diseñado un probiótico que hace precisamente eso, con lo que han logrado reducir la inflamación en modelos de obesidad en ratones.

 

El microbioma y el apetito


Carlos Vidal Ribeiro. Fundação Champalimaud.

Otro investigador CaixaResearch, Carlos Vidal Ribeiro, de la Champalimaud Foundation en Portugal, indaga en las relaciones entre el microbioma y la dieta. En su caso, el foco son las bacterias que regulan el apetito. 

Recibió una ayuda en la Convocatoria de Investigación en Salud de la Fundación ”la Caixa” para estudiar los comportamientos alimentarios de la mosca de la Drosophila melanogaster. Más específicamente, para comprender cómo ciertas bacterias intestinales pueden cambiar el apetito, modulando los antojos de moscas, por ejemplo, proteínas o azúcar.

Aunque se desconocen los mecanismos que conducen a este cambio de comportamiento, Ribeiro y sus colegas sospechan que estas bacterias generan y utilizan metabolitos para comunicarse entre el intestino y el cerebro y, en última instancia, cambiar el comportamiento.

A partir de aquí, todavía queda un largo camino por recorrer para comprender y predecir los comportamientos alimentarios humanos. Pero la investigación de Ribeiro está sentando las bases sobre las que algún día podríamos desarrollar terapias basadas en la microbiota para modular los comportamientos relacionados con la alimentación.

 

***

 

El lunes 28 de junio, los cuatro investigadores expondrán sus proyectos CaixaResearch en el Simposio Satélite CaixaResearch-Fundación ”la Caixa”: “La dinámica del microbioma en el metabolismo, el control de la viremia y la maternidad”.

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Categoría:

Investigación