Un análisis de virus en las entrañas de occidentales sanos también mostró que las caídas y los picos en la diversidad de tipos de virus entre la infancia y la vejez reflejan los cambios bacterianos a lo largo de la vida.
La base de datos Gut Virome desarrollada por científicos de la Universidad Estatal de Ohio identifica 33, 242 poblaciones virales únicas que están presentes en el intestino humano. (Una colección de virus como los del intestino humano se llama viroma). Esto no es motivo de alarma:la mayoría de los virus no causan enfermedades.
De hecho, cuanto más aprenden los científicos sobre los virus, cuanto más los ven como parte del ecosistema humano, lo que sugiere que los virus tienen el potencial de representar una nueva clase de medicamentos que podrían combatir las bacterias que causan enfermedades, especialmente los resistentes a los antibióticos. Un mejor conocimiento de los virus en el entorno intestinal podría incluso mejorar la comprensión de los síntomas gastrointestinales experimentados por algunos de los pacientes con COVID-19 más enfermos.
Los investigadores planean actualizar la base de datos de acceso abierto de forma regular.
Hemos establecido un punto de partida sólido para ver cómo se ve el viroma en los humanos. Si podemos caracterizar los virus que nos mantienen saludables, podríamos aprovechar esa información para diseñar terapias futuras para patógenos que de otro modo no podrían tratarse con medicamentos ".
Olivier Zablocki, coautor del estudio, investigador postdoctoral en microbiología en el estado de Ohio
El estudio se publica hoy (24 de agosto) en la revista Anfitrión celular y microbio .
Hablar de las bacterias buenas y malas en el microbioma intestinal es algo común en estos días, pero los virus en el intestino, y en todas partes, son difíciles de detectar porque sus genomas no contienen una secuencia genética característica común que tienen los genomas de las bacterias. Gran parte del vasto espacio de secuencia de los virus permanece inexplorado que a menudo se denomina "materia oscura".
Por este trabajo, los investigadores comenzaron con datos de 32 estudios durante aproximadamente una década que habían analizado los virus intestinales en un total de 1, 986 personas sanas y enfermas en 16 países. Usando técnicas para detectar genomas de virus, el equipo identificó más de 33, 000 poblaciones virales diferentes.
"Usamos el aprendizaje automático en virus conocidos para ayudarnos a identificar los virus desconocidos, "dijo la primera autora Ann Gregory, quien completó este trabajo mientras era una estudiante de posgrado en Ohio State. "Estábamos interesados en cuántos tipos de virus podíamos ver en el intestino, y lo determinamos por la cantidad de tipos de genomas que podíamos ver, ya que no podíamos ver visualmente los virus ".
Su análisis confirmó los hallazgos de estudios más pequeños que sugerían que, aunque algunas poblaciones virales se compartían dentro de un subconjunto de personas, no existe un grupo central de virus intestinales común a todos los seres humanos.
Se identificaron algunas tendencias, sin embargo. En individuos occidentales sanos, la edad influye en la diversidad de virus en el intestino, que aumenta significativamente desde la niñez hasta la edad adulta, y luego disminuye después de los 65 años. El patrón coincide con lo que se sabe sobre los reflujos y flujos de la diversidad bacteriana intestinal con una excepción:las tripas de los bebés con sistemas inmunitarios subdesarrollados están repletas de una variedad de tipos de virus, pero pocas variedades de bacterias.
Las personas que viven en países no occidentales tenían una mayor diversidad de virus intestinales que los occidentales. Gregory dijo que otra investigación ha demostrado que las personas no occidentales que se mudan a los Estados Unidos u otro país occidental pierden esa diversidad de microbiomas, lo que sugiere que la dieta y el medio ambiente generan diferencias entre los viromas. (Por ejemplo, los científicos encontraron algunos virus vegetales intactos en el intestino; la única forma de llegar allí es a través de la dieta). También se pudieron observar variaciones en la diversidad viral en los participantes sanos frente a los enfermos en los 32 estudios analizados.
"Una regla general para la ecología es que una mayor diversidad conduce a un ecosistema más saludable, ", Dijo Gregory." Sabemos que una mayor diversidad de virus y microbios generalmente se asocia con un individuo más sano. Y vimos que las personas más sanas tienden a tener una mayor diversidad de virus, lo que indica que estos virus pueden estar potencialmente haciendo algo positivo y teniendo un papel beneficioso ".
Casi todas las poblaciones (97,7 por ciento) eran fagos, que son virus que infectan a las bacterias. Los virus no tienen ninguna función sin un huésped:se mueven a la deriva en un entorno hasta que infectan a otro organismo, aprovechando sus propiedades para realizar copias de sí mismos. Los virus más estudiados matan a sus células huésped, pero los científicos del laboratorio del estado de Ohio en el que trabajaron Gregory y Zablocki han descubierto cada vez más virus de tipo fago que coexisten con sus microbios anfitriones e incluso producen genes que ayudan a las células anfitrionas a competir y sobrevivir.
El líder de ese laboratorio, el autor principal del estudio, Matthew Sullivan, tiene la mirada puesta en la "terapia de fagos", la idea de 100 años de usar fagos para matar patógenos resistentes a los antibióticos o superbacterias.
"Los fagos son parte de una vasta red interconectada de organismos que viven con nosotros y sobre nosotros, y cuando se utilizan antibióticos de amplio espectro para luchar contra las infecciones, también dañan nuestro microbioma natural, ", Dijo Sullivan." Estamos construyendo un conjunto de herramientas para escalar nuestra comprensión y capacidades para usar fagos para sintonizar microbiomas alterados hacia un estado saludable.
"En tono rimbombante, tal terapéutica debería impactar no solo nuestro microbioma humano, pero también que en otros animales, plantas y sistemas diseñados para combatir patógenos y superbacterias. También podrían proporcionar una base para algo que podríamos tener que considerar en los océanos del mundo para combatir el cambio climático ".
Profesor de microbiología y civil, ingeniería ambiental y geodésica, Sullivan ha ayudado a establecer colaboraciones de investigación interdisciplinarias en Ohio State. Recientemente fundó y dirige el nuevo Centro de Ciencias del Microbioma del Estado de Ohio y codirige el programa de Comunidades Microbianas del Instituto de Enfermedades Infecciosas.
Zablocki señaló que todavía hay mucho que aprender sobre las funciones de los virus en el intestino, tanto beneficiosas como dañinas.
"Lo veo como el huevo y la gallina, ", dijo." Vemos la enfermedad y vemos la estructura de la comunidad. ¿Fue por esta estructura comunitaria que ocurrió la enfermedad, ¿O la enfermedad está causando la estructura comunitaria que vemos? Este conjunto de datos estandarizado nos permitirá responder a esas preguntas ".
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