Microbioma cando as bacterias son fáciles
2014/02/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
"Antes tiñamos todas as bacterias e virus como inimigos e daniños, agora sabemos que algúns son necesarios e forman parte de nós. Por exemplo, os microorganismos intestinais son fundamentais paira o bo funcionamento do noso corpo. Estes microorganismos forman una comunidade microbiota e os seus grupos génicos forman un microbioma. Nós consideramos o microbioma como órgano".
Son palabras de José Ramón Bilbao. Profesor de xenética na UPV e investigador de inmunogenética. En particular, investiga a inmunogenética da celiaquía e a diabetes, ambas as enfermidades autoinmunes. Tamén sabe moito de microbiosis, microorganismos que viven no noso intestino. Estes microorganismos teñen una gran influencia en ambas as enfermidades. Pero tamén coas principais funcións do corpo: metabolismo, inmunología e neurología. En opinión de Bilbao, a toma de conciencia desta influencia supuxo un profundo cambio de enfoque no medicamento.
Paira facer notar a importancia do microbiota no noso corpo, Bilbao destacou un dato: "Fai case 15 anos que secuenciaron o xenoma humano. Despois descubrimos que este xenoma non é nin o 10% do ADN que temos no noso corpo. O resto é o ADN dos microorganismos que viven en nós". E boa parte diso corresponde ao microbioma, ese conxunto que Bilbao considera como órgano.
Por suposto, Bilbao non é o único órgano que ve o microbioma, una visión cada vez máis estendida nos últimos anos. Por exemplo, en 2012 publicouse na revista especializada Clinical Microbiology and Infection o artigo titulado " The microbiome as a human organ " (O microbioma como órgano humano).
Editada pola Asociación Europea de Microbiología Clínica e Enfermidades Infecciosas, os autores lembran que o organismo humano está formado polas células do tres principais grupos de seres vivos da Terra: eucariotas, bacterias e arqueos. Segundo eles, as bacterias forman una zona colectiva funcional no intestino: o microbioma intestinal. Considérano un órgano e, do mesmo xeito que o resto de órganos, din que ten o seu fisiología e patoloxía. Ademais, no artigo trátanse temas como o diagnóstico e o tratamento.
O microbioma, un órgano imprescindible
No entanto, non pode negarse que se trata dun órgano especial. Pesa entre 1,5 e 2 quilos, é dicir, tanto ou máis como o fígado dun adulto. Bilbao sinalou outras particularidades: "Cando nós creamos, os microorganismos levaban millóns de anos no mundo. Por tanto, non nos adaptamos ás bacterias, elas adaptáronse a nós. E no proceso evolutivo de adaptación sucederon cousas sorprendentes. Por exemplo, o número de xenes bacterianos que viven no noso interior ou no doutros animais é de 300-400, mentres que os que viven libres no medio son de 3.000-4.000".
Segundo Bilbao, isto significa que as bacterias que viven no noso interior non poden vivir soas. De feito, as bacterias forman comunidades, como se forma a comunidade, así será a súa actividade. Os efectos sobre a saúde dependerán da súa actividade: beneficiosos ou nocivos.
Con todo, Bilbao lembrou que "polo antropocentrismo ou", na nosa cultura estivemos en contra desta comunidade, cunha hixiene excesiva, con antibióticos... "Non nos acollemos como amigos; culturalmente considerámolo como inimigo. Por exemplo, nos anos 1960-1970 a antibioterapia estaba moi implantada, e entón pensábase que o home sería capaz de vivir sen ningún tipo de microorganismo".
Así, os investigadores crearon germ-free ou modelos animais sen ningún tipo de microorganismo, e observouse que a súa vida era moi mala: crecían menos do normal, tiñan una tendencia moito maior a desenvolver tumores e murían máis temperán. En palabras de Bilbao, "iso demostra que nós non nacemos paira vivir só neste planeta; como esas bacterias necesítannos nós tamén".
Una comunidade complexa
Así, os investigadores centráronse na comunidade intestinal e demostraron que hai tres tipos principais, tres enterotipos. Este estudo foi publicado na revista Nature en 2011 co título Enterotypes of the human gut microbiome (Enterotipos de microbioma intestinal humano).
Bilbao explicou que paira iso o avance tecnolóxico foi clave. "Nestes estudos identificáronse algunhas especies, pero máis da metade non están identificadas. Os estudos realizados até o momento co microbiota ou o microbioma limitaron a investigar só aqueles que poden crecer in vitro e que son moi poucos. Pero coas tecnoloxías actuais, sobre todo con secuencias masivas, podemos ver todos os xenes, aínda que non coñezamos todas as bacterias".
Por tanto, secuenciando o xenoma dos microorganismos intestinais, descubriron que existen tres enterotipos que non se distribúen por zonas xeográficas. Cada enterotipo está formado por diferentes especies de bacterias, una delas cumpre as mesmas funcións moleculares. Así o destacou Bilbao: "Aínda que as especies que as compoñen son diferentes, todos os enterotipos teñen as mesmas funcións biolóxicas: catabolisis de proteínas, sínteses de ATP, produción de enerxía..."
Bilbao advirte de que isto ten consecuencias dignas de recoñecemento: "Por exemplo, se queremos influír no microbioma paira a terapia, ou si queres transformalo, debemos facelo con moito coidado, porque as especies que podemos utilizar nunha persoa e noutra non teñen por que ser as mesmas, porque a función que queremos completar ou restaurar pode estar en mans de diferentes especies".
Este novo enfoque, baseado en funcións e non nas especies, abriu un novo camiño en terapias baseadas no microbioma. Con todo, este camiño segue nos seus inicios, polo que Bilbao considera que hai que "actuar con prudencia": "Nun momento dado pensouse que o transplante de microbioma podía ser una boa ocasión paira tratar algunhas alteracións intestinais como as inflamacións. E hase visto que é moi perigoso".
Parece ser que o equilibrio é moito máis complexo do que inicialmente se pensaba, aínda que nalgúns casos os resultados están a ser bos, por exemplo, contra a bacteria Clostridium difficile, que provoca diarreas graves.
A pesar das dificultades, cada vez estanse realizando máis investigacións paira coñecer a participación do microbioma no metabolismo e, entre outras cousas, dar pasos paira entender a obesidade. Por exemplo, en 2012 publicouse na revista Journal of Clinical Gastroenterology o artigo " The intestinal microbiota and obesidade". No estudo demostrouse que os microbiomas de persoas delgadas e obesas son moi diferentes entre si.
É máis, os investigadores infectaron ratos sen microorganismos con bacterias duns e outros, e descubriron que os ratos que recollían bacterias dominantes no intestino das persoas máis obesas, a familia Firmicutes, acumulaban máis graxa no corpo que o resto, aínda que todos tiñan a mesma dieta. A pesar de que aínda quedan moitas preguntas sen resposta, algunhas delas vanse aclarando aos poucos.
Profesor do sistema inmunitario
Tamén se están dando pasos importantes paira coñecer a relación do microbioma co sistema inmunitario. Bilbao lembrou que o sistema inmunitario é a arma " máis importante" contra o cancro e destacou a gran participación do microbioma na súa formación.
"Os antígenos dos microorganismos excitan o sistema inmunológico e esta excitación moldea a súa resposta ante unhas e outros estímulos", explica Bilbao. En xeral, a resposta pode ser: aceptación ou oposición. Pero as cousas non son tan sinxelas: "Esta decisión non sempre depende do antígeno, o medio inflúe na resposta e cambia a resposta independentemente de que haxa microbios no medio".
A gran influencia dos microorganismos intestinais non é tan sorprendente si temos en conta que a maior interacción do noso corpo co medio externo é a través do intestino. E o primeiro contacto cos novos antígenos tamén se produce no intestino. Por tanto, una das funcións do microbioma é precisamente esa: excitar e manter alerta ao sistema inmunológico.
Outra función é a de ocupar o lugar. De feito, grazas ao microbioma, os intestinos están inxeridos e cando un txoko ecolóxico está cheo, é moi difícil colonizarlos por outras bacterias.
Con todo, Bilbao recoñece que hai risco de infección: "De feito, as bacterias que forman o microbioma teñen moi poucos xenes, son moi vulnerables. Por tanto, a situación é similar á da Amazonía: é moi rica en función da diversidade de especies, pero si uno desaparece, pérdese o equilibrio e a súa recuperación é extremadamente difícil. O mesmo pásalle ao microbioma". Por iso é tan importante manter o equilibrio.
Erro en resposta
Bilbao, como investigadora de enfermidades autoinmunes, tamén fixo referencia a elas: "A educación do sistema inmunitario é clave paira adaptar a nosa resposta ante determinadas situacións. E nas enfermidades autoinmunes, tanto na celiaquía como na diabetes, e noutras moitas, o erro non existe no órgano. É dicir, no caso da celiaquía, o que está mal non son intestinos nin áreas na diabetes, ou no caso da artrite, a articulación. Non, o fallo está no sistema inmunitario".
Segundo el, este erro é na maioría dos casos a incapacidade da resposta tolerante, é dicir, a incapacidade de aceptar proteínas ou estruturas propias. "Neste aspecto, a alimentación e a correcta xestión dos antígenos que entran polo intestino son os que teñen maior influencia".
Tamén deu algúns exemplos: "Diversos estudos demostraron que a alimentación, a capacidade de resposta do sistema inmunológico e o risco de desenvolver una enfermidade autoinmune no futuro están relacionados. Por exemplo, nos ratos de investigación en diabetes observouse que a administración de proteínas de soia non dixeridas ou albúmina de leite de vaca acelera os procesos autoinmunes. Estes antígenos entran polo intestino e confunden o sistema inmunológico. Por que ocorre iso? Porque non se xestionaron correctamente, porque os microbiomas non se reduciron ben e mostráronse ben para que o sistema inmunológico poida dar una resposta adecuada".
Isto ten que ver coa progresiva introdución dos alimentos na dieta dos nenos pequenos: "Ademais da capacidade metabólica do neno, ten moito que ver coa educación do sistema inmunológico", explica Bilbao. "A medida que a súa microbiota vaise desenvolvendo, poden incorporarse novos antígenos, de maneira que o seu sistema inmunológico vaise preparando paira ter una resposta adecuada a estes antígenos". Por tanto, a dieta e a composición do microbioma están directamente relacionados co risco de desenvolver enfermidades autoinmunes. E na dieta, ademais do alimento, hai outras dúas claves: canto e cando.
O obxectivo final sería poder curar a enfermidade mediante tratamentos baseados no microbioma. Con todo, Bilbao recoñeceu que aínda están "lonxe" de conseguilo, a pesar de que se están dando pasos: "Na diabetes han visto que o desenvolvemento da enfermidade está directamente relacionado con certos microorganismos. Entón, parece que sería posible adaptar a comunidade de microorganismos paira promover una resposta tolerante e evitar a aparición da enfermidade". Pero a curación da diabetes está un pouco máis lonxe.
Nesta liña tamén se está investigando en celiaquía: "Agora mesmo, a nivel europeo está a investigarse o gluten, a proteína tóxica paira os celíacos, o mellor momento paira administrala por primeira vez. Poida que tardar demasiado pronto sexa contraproducente, aumentar o risco de celiaquía, pero pode suceder o mesmo despois. Convén, por tanto, definir o tempo adecuado paira dar a coñecer este novo antígeno".
Bilbao, con todo, vai máis aló: "Neste sentido, a microbiosis ten moito que ver: se soubésemos que bacterias atópanse mesturadas neste proceso, teriamos a oportunidade de predicir ás nenos poboacións bacterianas adecuadas, evitando así problemas posteriores na xestión de antígenos". Pero é prudente. De feito, dixo inmediatamente: "Pero iso é cuestión de futuro".
Neurología, relación oculta
Aínda que todas estas investigacións son relativamente novas, as máis recentes poden ser as realizadas en neurología. Entre eles atópanse estudos que analizan a relación entre o autismo e o microbioma, como o publicado recentemente na revista Cell: 'Microbiota Modulate Behavioral and Physiological Abnormalities Associated with Neurodevelopmental Disorders'.
Segundo os investigadores no título, o microbio é capaz de modelar anomalías relacionadas con alteracións do desenvolvemento neurológico. De feito, demostraron que os ratos con comportamentos relacionados co autismo presentan erros ou desequilibrios na barreira intestinal e nos microbios.
A partir de aí, realizouse o seguinte experimento: forneceron aos ratos una bacteria, Bacteroides fragilis, que habita nos nosos intestinos. Observouse que a barreira intestinal recupérase, equilíbrase a microbiota e redúcense os problemas de comportamento. Ademais, comprobouse que tamén se producen cambios nos metabolitos, por iso é polo que algunhas bacterias intestinais teñan importantes funcións no metabolismo e que inflúen no desenvolvemento neurológico.
Este experimento non é suficiente paira pensar que pode ocorrer o mesmo nas persoas, pero se están investigando máis nese camiño. Segundo Bilbao, moitos destes estudos demostran que o microbioma ten moito que ver na capacidade de resposta ás quinadas externas, que son precisamente as que teñen autismo as que presentan una carencia.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
