Bacterias aparentemente idénticas pueden tener un efecto diferente

Nuestro microbioma intestinal, el complemento de bacterias que transportamos en nuestros intestinos, se ha relacionado con todo, desde la obesidad y la diabetes hasta las enfermedades cardíacas e incluso los trastornos neurológicos y el cáncer. En años recientes, Los investigadores han estado clasificando las múltiples especies bacterianas que pueblan el microbioma, preguntando cuáles de ellos pueden estar implicados en trastornos específicos. Pero un artículo publicado hoy en Naturaleza abordó una nueva pregunta:"¿Qué pasa si el mismo microbio es diferente en diferentes personas?"

Se sabe desde hace mucho tiempo que los genomas de los microbios no se fijan desde el nacimiento, como los nuestros. Pueden perder algunos de sus genes, intercambiar genes con otros microorganismos, u obtener otros nuevos de su entorno. Por lo tanto, una comparación detallada de los genomas de bacterias aparentemente idénticas revelará secuencias de ADN que ocurren en un genoma y no en otros, o posiblemente secuencias que aparecen solo una vez en una y varias veces en otras. Estas diferencias se denominan variantes estructurales. Las variantes estructurales, incluso las más pequeñas, pueden traducirse en enormes diferencias en las formas en que los microbios interactúan con sus huéspedes humanos. Una variante podría ser la diferencia entre una presencia benigna y una patógena, o podría dar a las bacterias resistencia a los antibióticos.

Drs. David Zeevi y Tal Korem, inicialmente en el laboratorio del profesor Eran Segal en el Instituto de Ciencias Weizmann y luego en sus posiciones actuales en las universidades Rockefeller y Columbia, desarrollaron algoritmos que identifican sistemáticamente variantes estructurales en los microbiomas intestinales humanos. Los investigadores comenzaron con microbiomas de casi 900 sujetos israelíes, en el que lograron identificar más de 7, 000 variantes. Próximo, formaron una colaboración con investigadores holandeses de la Universidad de Groningen, en los Paises Bajos, y buscaron estas variantes en los microbiomas de un gran grupo de sujetos holandeses. La mayoría de las variantes estructurales que habían identificado en los sujetos israelíes también se podían encontrar entre los holandeses, a pesar de las diferencias en genética y estilo de vida entre los grupos.

A continuación, los científicos preguntaron si alguna de las variantes estructurales que habían identificado está asociada con la salud o la enfermedad. El grupo presentó más de 100 que estaban asociados con factores de riesgo de enfermedad. Muchas de estas asociaciones se repitieron nuevamente en la cohorte holandesa.

En un caso, los individuos que tenían una determinada variante presente en el genoma de una especie microbiana particular en su microbioma eran 6 kg más delgados y tenían una cintura 4 cm más estrecha, de media, que los individuos que tenían el mismo microbio, pero uno que no albergaba esa variante en particular. Luego, los científicos analizaron los genes codificados en esta variante y encontraron que le da a la bacteria la capacidad potencial de convertir ciertos azúcares en una sustancia llamada butirato. El butirato es un pequeño ácido graso que huele a mantequilla rancia (de ahí su nombre, del griego antiguo para "mantequilla"); a pesar de su olor, Se ha demostrado que el butirato tiene efectos antiinflamatorios y una influencia positiva sobre el metabolismo. Esta habilidad, dicen los científicos, podría ayudar a explicar la diferencia de peso entre los portadores de bacterias y los que no tienen la variante estructural.

El hallazgo sugiere que el método que desarrolló el grupo podría ayudar a los investigadores a identificar las conexiones entre nuestro microbioma, salud y enfermedad de formas significativas que podrían perderse con otros medios. "El potencial real de este enfoque, "dice Zeevi, "es que nos permite buscar los mecanismos reales detrás de las asociaciones que encontramos".

Segal estima que puede haber decenas de miles de variantes estructurales dentro del microbioma intestinal humano y miles de estas podrían estar asociadas con enfermedades y riesgo de enfermedades. Dado que la composición del microbioma ha estado implicada en tantos síndromes y trastornos diferentes, esta investigación podría tener un impacto duradero en la búsqueda de mejores probióticos más específicos para el tratamiento de enfermedades.

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