En años recientes, La microbiota, la comunidad de bacterias y otros microorganismos que viven en el cuerpo humano y dentro del mismo, ha captado la atención de los científicos y del público. en parte porque se ha vuelto más fácil de estudiar. Se ha relacionado con muchos aspectos de la salud humana.
Un equipo multidisciplinario del Memorial Sloan Kettering ha demostrado por primera vez que la microbiota intestinal da forma directamente a la estructura del sistema inmunológico humano.
Específicamente, su investigación demostró que la concentración de diferentes tipos de células inmunes en la sangre cambia en relación con la presencia de diferentes cepas bacterianas en el intestino.
Los resultados de su estudio, que utilizó más de diez años de datos recopilados de más de 2, 000 pacientes, se publica el 25 de noviembre, 2020, en Naturaleza .
"La comunidad científica ya había aceptado la idea de que la microbiota intestinal era importante para la salud del sistema inmunológico humano, pero los datos que utilizaron para hacer esa suposición provienen de estudios en animales, "dice el biólogo de sistemas del Sloan Kettering Institute Joao Xavier, coautor principal del artículo junto con su ex postdoctorado Jonas Schluter, quien ahora es profesor asistente en NYU Langone Health. "En MSK, tenemos una oportunidad extraordinaria de seguir cómo cambia la composición de la microbiota en las personas que reciben tratamiento por cánceres de la sangre, "Agrega el Dr. Xavier.
Los datos que se utilizaron en el estudio provinieron de personas que recibieron trasplantes alogénicos de células madre y de médula ósea (TMO). Después de que se usa una quimioterapia fuerte o radioterapia para destruir las células sanguíneas cancerosas, El sistema de formación de sangre del paciente se reemplaza con células madre de un donante.
Durante las primeras semanas hasta que las células sanguíneas del donante, incluidos los glóbulos blancos que forman el sistema inmunológico, se hayan establecido. los pacientes son extremadamente vulnerables a las infecciones. Para protegerlos durante este tiempo, los pacientes reciben antibióticos.
Pero muchos de estos antibióticos tienen el efecto secundario no deseado de destruir la microbiota saludable que vive en el intestino. permitiendo que las cepas peligrosas se hagan cargo. Cuando el sistema inmunológico del paciente se haya reconstituido, los antibióticos se suspenden, y la microbiota intestinal comienza a crecer lentamente.
"Las recuperaciones paralelas del sistema inmunológico y la microbiota, ambos se dañan y luego se restauran, nos brinda una oportunidad única para analizar las asociaciones entre estos dos sistemas, "Dice el Dr. Schluter.
Durante más de diez años, Los miembros del servicio BMT de MSK han recolectado y analizado regularmente muestras de sangre y heces de pacientes durante todo el proceso de BMT. El ADN bacteriano fue procesado por el personal del Centro de Microbios Lucille Castori de MSK, Inflamación, y cáncer, que jugó un papel clave en la creación del conjunto de datos de microbiota masivo.
Nuestro estudio muestra que podemos aprender mucho de las heces:muestras biológicas que literalmente se tirarían por el inodoro. El resultado de recopilarlos es que tenemos un conjunto de datos único con miles de puntos de datos que podemos usar para hacer preguntas sobre la dinámica de esta relación. . "
Joao Xavier, Coautor principal del estudio y biólogo de sistemas, Instituto Sloan Kettering
Este esfuerzo más amplio ha sido dirigido por Marcel van den Brink, Jefe de la División de Neoplasias Hematológicas, y un equipo de especialistas en enfermedades infecciosas, Doctores de BMT, y científicos. "Para un buen número de pacientes, recopilamos muestras diarias para poder ver realmente lo que sucedía día a día, "Dice el Dr. van den Brink." Los cambios en la microbiota son rápidos y dramáticos, y casi no hay otro entorno en el que pueda verlos ".
Investigaciones anteriores que utilizaron muestras recolectadas de este trabajo han analizado cómo la microbiota intestinal afecta la salud de los pacientes durante el proceso de BMT.
Un estudio publicado en febrero de 2020 informó que tener una mayor diversidad de especies en la microbiota intestinal se asocia con un menor riesgo de muerte después de un TMO.
También encontró que tener una menor diversidad de microbiota antes del trasplante resultaba en una mayor incidencia de enfermedad de injerto contra huésped, una complicación potencialmente mortal en la que las células inmunitarias del donante atacan el tejido sano.
El banco de datos que creó el equipo de MSK contiene detalles sobre los tipos de microbios que viven en las entrañas de los pacientes en varios momentos. El equipo computacional, incluidos los Dres. Schluter y Xavier, luego usó algoritmos de aprendizaje automático para extraer registros médicos electrónicos en busca de datos significativos.
Los datos de los registros médicos incluían los tipos de células inmunitarias presentes en la sangre, información sobre los medicamentos que se les dio a los pacientes, y los efectos secundarios que experimentaron los pacientes. "Esta investigación podría eventualmente sugerir formas de hacer que los BMT sean más seguros al regular más de cerca la microbiota, "Dice el Dr. van den Brink.
Analizar esta cantidad de datos fue una empresa enorme. Dr. Schluter, quien en ese momento era un becario postdoctoral en el laboratorio del Dr. Xavier, desarrolló nuevas técnicas estadísticas para esto.
"Debido a que los experimentos con personas a menudo son imposibles, nos quedamos con lo que podemos observar, "Dice el Dr. Schluter." Pero debido a que tenemos tantos datos recopilados durante un período de tiempo en el que el sistema inmunológico de los pacientes y el microbioma cambian drásticamente, podemos empezar a ver patrones. Esto nos da un buen comienzo para comprender las fuerzas que ejerce la microbiota sobre la reconstrucción del sistema inmunológico ".
"El propósito de este estudio no fue decir si ciertos tipos de microbios son 'buenos' o 'malos' para el sistema inmunológico, "El Dr. Xavier explica, agregando que esto será un foco de investigación futura. "Es una relación complicada. Los subtipos de células inmunitarias que queremos aumentar o disminuir varían de un día a otro, dependiendo de lo que esté sucediendo en el cuerpo. Lo importante es que ahora tenemos una forma de estudiar este complejo ecosistema ".
Los investigadores dicen que también planean aplicar sus datos para estudiar el sistema inmunológico en pacientes que reciben otros tratamientos contra el cáncer.
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