Tres modelos humanos de patrones bacterianos

Tres modelos humanos de patrones bacterianos

A comienzos del siglo XX los científicos descubrieron que cada persona pertenecemos a uno de cuatro tipos sanguíneos, descubiertos por Karl Landsteiner, quien obtuvo por ello el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1930. Ahora han descubierto otra manera de clasificar a los humanos: mediante las bacterias. Cada ser humano aloja miles de distintas especies bacterianas. Pero hasta ahora solo se han estudiado tres ecosistemas bacterianos intestinales. Parece ser que un determinado grupo sanguíneo se asocia con un patrón de flora intestinal o microbioma.

Los investigadores del European Molecular Biology Laboratory, sito en Heidelberg, Alemania, dirigido por Peer Bork, no hallaron vínculos entre los enterotipos, como definen los diferentes modelos de flora intestinal, y el trasfondo étnico, no observándose diferencias entre europeos, americanos y japoneses. Tampoco se pudieron establecer relaciones con el sexo, peso, estado de salud o edad. Era pues necesario buscar otras posibles explicaciones. Una de las propuestas es que el intestino de los recién nacidos es colonizado de modo aleatorio por distintos conjuntos de microorganismos, dando lugar a distintos patrones de colonización bacteriana intestinal o microbiomas.

Los distintos microbiomas influyen sobre la digestión de los alimentos y la síntesis de vitaminas.

El equipo de investigadores dirigido por Peer Bork ha descrito que cada uno de los tres tipos descritos se asocia a un determinado patrón enzimático. Así, el enterotipo 1 se asocia con una mayor actividad enzimática de síntesis de vitamina B7 (biotina); mientras en enterotipo 2 se relaciona con mayor actividad enzimática de síntesis de vitamina B1 (tiamina).

De igual manera que el descubrimiento de los cuatro tipos sanguíneos (A, B, AB, 0) supusieron un avance trascendental en medicina, evitando las hemolisis derivadas de trasfundir sangres no compatibles, cabe esperar que estos hallazgos tengan futuras aplicaciones médicas, pero todavía es pronto para vislumbrarlas.

La primera aplicación potencial es ajustar las dietas de las personas enfermas a su enterotipo particular.

Incluso, se especula, los preparados con los enterotipos adecuados podrían sustituir, o reducir las dosis de determinados antibióticos.

Los investigadores necesitarán investigar los enterotipos de africanos, chinos y otros grupos étnicos.

El descubrimiento de los enterotipos sigue a varios años durante los cuales se ha estudiado la diversidad microbiana del cuerpo humano, que se denomina microbioma humano. La tarea es hercúlea, pues cada persona acomoda en su organismo alrededor de 100 trillones de microbios. Considérese que el cuerpo humano está constituido por aproximadamente 10 trillones de células.

Conforme progresa el desarrollo de la genética, los científicos aprenden cómo estudiar el microbioma analizando su ADN. Para ello extraen fragmentos de ADN de piel, saliva y heces, descartando el material genético de origen humano, de tal suerte que el ADN restante son genes del microbioma. Comparando el ADN así obtenido con el de especies conocidas se ha descubierto que el microbioma está formado tanto por especies conocidas, tal es el caso de Escherichia coli, como por especies desconocidas hasta ahora.

Los resultados mostraron una diversidad de especies semejante al bosque lluvioso de los trópicos. Distintas partes del cuerpo alojaban diferentes combinaciones de especies. Los patrones microbianos de una misma estructura corporal (por ejemplo, la cavidad bucal) variaban espectacularmente de una persona a otra.

Durante los últimos años se han secuenciado los genomas de multitud de bacterias que viven en simbiosis en el cuerpo humano. Comparando estos catálogos de genomas bacterianos con el ADN no humano en distintas localizaciones del organismo, se puede inferir los microorganismos que constituyen un determinado microbioma humano.

A partir de la función de los genes se infiere el género bacteriano a que pertenece el microorganismo. Finalmente es factible estimar la prevalencia de cada bacteria.

En un reciente trabajo el equipo dirigido por Peer Bork se analizo la flora microbiana intestinal de 22 personas de varios países (Dinamarca, Francia, Italia y España). Algunas personas estaban sanas, otras eran obesas, y algunas tenían enfermedad de Crohn (ileitis aguda). Se buscaron genomas de 1.511 bacterias diferentes. Los resultados fueron contrastados con estudios previos llevados a cabo en 13 japoneses y 4 americanos.

Todos los microbiomas analizados se ajustaban relativamente bien a tres grupos distintos.

En la publicación de Nature (miércoles, 20 de abril de 2011) se notifica que en cada uno de los tres enterotipos existía un balance diferente de especies bacterianas. Las personas con enterotipo 1 tenían elevados niveles del género Bacteroides; en el enterotipo 2 la presencia del género Bacteroides era muy escasa, mientras bacterias del muy infrecuente género Prevotella eran inusualmente comunes.

El estudio se ha ampliado a 400 personas de distintos países y condiciones clínicas. Los microbiomas se continuaban ajustando a los tres tipos mencionados. Aun cuando estos estudios preliminares deben ampliarse y extenderse en el tiempo, estos hallazgos son de enorme importancia en el futuro de la biología, microbiología y medicina.

Zaragoza, abril, 2011

Dr. José Manuel López Tricas

Farmacéutico especialista Farmacia Hospitalaria

Zaragoza