Cómo afecta el microbioma a la salud humana
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El término «microbioma» es una forma abreviada de los mundos vastos y aún en gran parte inexplorados de bacterias, virus, hongos y otros microorganismos que habitan en todos los rincones del planeta. Las bacterias forman pequeños ecosistemas al lado de nuestras propias células en nuestra piel, en nuestra boca y a lo largo de nuestras vías respiratorias y tractos digestivos, así como en todas las superficies con las que interactuamos, incluidos nuestros hogares, lugares de trabajo y hospitales, y el aire, el agua, y suelo
Estos microbios son tan impactantes que algunos investigadores los consideran un órgano separado, que determina nuestro metabolismo, la susceptibilidad a las enfermedades alérgicas e inflamatorias e incluso las respuestas a los tratamientos médicos. Pero los científicos de la Universidad de Chicago y otras instituciones de todo el mundo apenas están comenzando a comprender por completo el papel que desempeñan las bacterias en nuestra salud.
¿Qué es un microbioma?
En 1675, El mercero holandés Antonie van Leeuwenhoek miró a través de una lente microscópica el agua de un lago y vio que estaba llena de vida. Junto con mechones de algas verdes, vio miles de diminutas criaturas a las que denominó «animálculos».
Siglos después, ahora sabemos que los animálculos de Leeuwenhoek habitan cada superficie, rincón y grieta del planeta. El término «microbioma» se acuñó para describir la comunidad colectiva de bacterias, virus, hongos y otros microbios que colonizan un espacio o ecosistema en particular, por ejemplo, un microbioma del suelo o un microbioma de una masa de agua. Los espacios interiores como hogares, oficinas y hospitales también tienen microbiomas distintos, al igual que todas las superficies y objetos que se encuentran dentro. Y la mayoría de las formas de vida multicelulares tienen su propio microbioma, una colección de microbios que son codependientes, adaptándose y aprovechándose de las condiciones presentadas por el huésped. Los microbiomas pueden tener un profundo impacto en la biología y la salud del huésped.
Los científicos de la Universidad de Chicago y otras instituciones de todo el mundo están trabajando para comprender y catalogar el microbioma, y aplicar estos conocimientos a las intervenciones y la bioterapia. para mantener la salud y para prevenir y tratar enfermedades.
¿Por qué es tan importante el microbioma intestinal?
El cuerpo humano tiene varios microbiomas distintos en la piel, en la boca y en las vías respiratorias, pero el el más importante para la salud está en el sistema digestivo, comúnmente llamado microbioma intestinal. Los millones de microbios en el intestino grueso intercambian constantemente señales químicas con las células del cuerpo y ayudan a digerir los nutrientes. Estas bacterias forman una relación mutualista o simbiótica con el cuerpo y contribuyen al funcionamiento normal del sistema digestivo y otros órganos y sistemas corporales, tanto que algunos investigadores ven el microbioma intestinal como un órgano distinto.
Este microbioma se basa en un cuidadoso equilibrio de ciertos tipos de bacterias que brindan los servicios que el cuerpo necesita. A veces, se encuentra que falta un tipo de bacteria u otro tipo se vuelve más abundante que otros, lo que puede desequilibrar el sistema. Esto se denomina disbiosis, que puede provocar varios problemas de salud.
¿Cómo afecta el microbioma intestinal a la salud humana?
En la década de 1980, el ex alumno de UChicago Jeffrey Gordon, MD’73, un El investigador de gastroenterología que trabaja en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, comenzó a estudiar el microbioma intestinal para comprender esta relación matizada entre los microbios y sus huéspedes. Gordon y su equipo estaban estudiando el desarrollo intestinal, explorando las señales químicas que intercambian las células entre sí.
En un experimento innovador, el grupo de Gordon trasplantó microbios intestinales de ratones genéticamente obesos y ratones delgados a un grupo de ratones libres de gérmenes, que fueron especialmente criados para no tener microbios. A pesar de que todos los ratones comieron la misma dieta, los ratones que recibieron microbios de ratones obesos ganaron más peso. Al mismo tiempo, Gordon y sus colegas también mostraron cómo cambiaba el microbioma intestinal de los humanos obesos a medida que consumían dietas bajas en calorías y perdían peso. Gordon se hizo conocido como «el padre del microbioma» por este trabajo, que renovó el interés en los vínculos entre el microbioma intestinal y la salud humana.
El microbioma también desempeña un papel en las enfermedades digestivas. En 2012, el investigador de gastroenterología de la Universidad de Chicago, Eugene B. Chang, publicó un estudio que muestra cómo la dieta alta en grasas y calorías común en los países occidentales puede contribuir al aumento de la enfermedad inflamatoria intestinal, o EII, durante el último siglo. El equipo de Chang descubrió que las grasas altamente saturadas que normalmente se consumen en una dieta occidental alteran la composición y las propiedades funcionales de las bacterias en los intestinos. Estos cambios pueden interrumpir la mezcla normalmente beneficiosa de microbios y provocar la aparición de microbios que desencadenan inflamación y dañan el intestino. Más tarde, su grupo también mostró cómo una dieta occidental tan rica en calorías puede inducir la expansión de microbios específicos que promueven la digestión y la absorción de alimentos ricos en grasas. Con el tiempo, se cree que la presencia constante de estos microbios puede contribuir a la sobrenutrición y la obesidad.
Los antibióticos también pueden diezmar las bacterias en el intestino. El laboratorio de Chang ha demostrado que cuando a los ratones que son genéticamente susceptibles a la EII se les administraron antibióticos al final del embarazo, su microbioma intestinal alterado se transfirió a su descendencia, lo que provocó interrupciones en el desarrollo inmunológico y una incidencia mucho mayor de colitis. En un estudio posterior con ratones, también demostraron cómo restaurar una sola especie microbiana, Bacteroides, en el punto correcto de desarrollo podría reparar el microbioma dañado por antibióticos, restaurar el desarrollo inmunológico adecuado y reducir significativamente el riesgo de desarrollar colitis más adelante en la vida.
¿Cómo afecta el microbioma intestinal a las alergias?
Los científicos han documentado miles de especies de microbios que viven sobre y dentro de las plantas, los animales y el suelo. Haga clic aquí para ampliar la infografía. Crédito: Ikeda-Ohtsubo et al, Frontiers in Nutrition
El microbioma intestinal también juega un papel clave en el desarrollo de alergias alimentarias. Las alergias alimentarias ocurren cuando el cuerpo desencadena una respuesta inmunitaria dañina y hiperreactiva a ciertos alimentos, como el maní, la leche o los mariscos. Algunos estudios han sugerido que las prácticas modernas de estilo de vida como las dietas bajas en fibra, el uso excesivo de antibióticos, los partos por cesárea y la alimentación con fórmula pueden alterar la composición bacteriana natural del cuerpo.
En 2014, un equipo dirigido por la inmunóloga Cathryn Nagler en UChicago demostró que la presencia de una clase común de bacteria llamada Clostridia puede proteger contra el desarrollo de alergias alimentarias al fortalecer la barrera intestinal para minimizar la exposición a los alérgenos. Más adelante en 2019, Nagler y sus colegas demostraron que una especie particular de Clostridia, que abunda en los bebés, puede proteger contra el desarrollo de una alergia a la leche de vaca. Más recientemente, Nagler y sus colaboradores en Stanford estudiaron pares de gemelos en los que uno tenía alergia a los alimentos y el otro no. Descubrieron que los gemelos sin alergias alimentarias tendían a tener más bacterias protectoras Clostridia en sus intestinos y las mantuvieron durante toda su vida.
¿Qué otros aspectos de la salud están relacionados con el microbioma?
Se están realizando investigaciones sobre cómo el microbioma contribuye a otras afecciones de salud, como cálculos renales, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Crohn, cáncer de colon, diabetes, enfermedad celíaca, alergias, enfermedades cardíacas, asma, acné, enfermedad hepática, enfermedad de Alzheimer, esclerosis múltiple , depresión, ansiedad, artritis reumatoide, psoriasis, accidente cerebrovascular e incluso alterar los ritmos circadianos y los ciclos de sueño del cuerpo.
Incluso puede afectar la forma en que nos desarrollamos; La profesora Erika Claud de la Universidad de Chicago mostró la importancia del microbioma de los primeros años de vida en el desarrollo del cerebro.
¿Cómo afecta el medio ambiente al microbioma?
Los estudios han relacionado el entorno en el que vive una persona con las diferencias en el microbioma de su cuerpo, lo que a su vez afecta la salud.
Por ejemplo, en 2016, Carole Ober y Anne Sperling demostraron cómo las diferencias entre dos comunidades agrícolas, los amish de Indiana y los hutteritas en Dakota del Sur, están asociadas con cambios en las células inmunitarias que protegen a un grupo de niños de desarrollar asma pero no a los demás. Los amish y los hutteritas tienen ascendencia genética similar y comparten estilos de vida y costumbres anticuados similares. Sin embargo, sus prácticas agrícolas difieren. Los Amish viven en granjas lecheras unifamiliares en estrecho contacto con vacas y caballos. Los huteritas viven en grandes granjas comunales con maquinaria moderna e industrializada que limita el contacto diario con los animales de granja.
La investigación sugirió que un contacto más cercano con los animales y sus microbios a través del polvo doméstico les dio a los niños amish más células sanguíneas que combaten infecciones y menos que promuevan reacciones alérgicas. Los niños amish tienen la mitad de la tasa promedio de asma entre los niños estadounidenses y una cuarta parte de la tasa entre los niños huteritas.
¿Se puede usar el microbioma para tratar enfermedades?
Todo esto la investigación podría dar la impresión de que si las alteraciones del microbioma provocan enfermedades, se podrían tratar esas mismas enfermedades restaurando un microbioma «saludable». Ese es el objetivo final, pero muchos de los primeros vínculos entre el microbioma y la salud son solo correlaciones, es decir, los investigadores catalogaron las diferencias entre el microbioma de personas sanas y aquellas con una enfermedad, pero aún no comprenden los detalles. Todavía tenemos mucho que aprender sobre los mecanismos específicos y los tipos de microbios que conducen a estas alteraciones.
Un enfoque común para manipular el microbioma para promover la salud es a través de probióticos, o cócteles de bacterias que pueden restaurar un estado adecuado balance. Sin embargo, es probable que la mayoría de los suplementos probióticos comunes que se venden en las farmacias y alimentos como el yogur solo pasen por el sistema sin colonizar adecuadamente el intestino. Es posible que en el futuro surjan remedios más efectivos: los investigadores están trabajando en tratamientos específicos y precisos que interactúan con el microbioma intestinal, como las terapias que Nagler y el ingeniero biomolecular de UChicago, Jeffrey Hubbell, están desarrollando a través de su nueva empresa académica ClostraBio.
El microbioma puede incluso influir en cómo responde el cuerpo al tratamiento médico. El investigador de cáncer de UChicago, Tom Gajewski, ha demostrado que una mayor prevalencia de cepas específicas de bacterias en el intestino puede mejorar la tasa de respuesta de los pacientes con melanoma que reciben tratamiento con inmunoterapia. Estos medicamentos están diseñados para estimular la respuesta del sistema inmunitario para combatir el cáncer, y la presencia de estas bacterias parece aumentar la potencia de las células T inmunitarias a medida que se infiltran en los tumores y atacan las células cancerosas. Esto sugiere que los probióticos, incluidas estas bacterias potenciadoras, podrían usarse algún día para aumentar la inmunoterapia. De manera similar, el Prof. Eric Pamer demostró que los pacientes de cáncer con una mayor diversidad de microbiomas intestinales tenían tasas más altas de éxito en los trasplantes.
Los científicos todavía están rascando la superficie del poder del microbioma y su profunda influencia en nuestros cuerpos. Gran parte del trabajo en curso está siendo estimulado por los avances en la tecnología de secuenciación genética que no solo puede catalogar los diferentes microbios presentes en un entorno determinado, sino también analizar su expresión génica y las proteínas y otras moléculas que producen para comprender su actividad.
Los microbios, que alguna vez fueron una curiosidad detectada por primera vez por un científico aficionado y un fabricante de lentes, ya no son solo gérmenes comunes o patógenos que deben evitarse, sino que son una parte crucial de lo que nos hace humanos.
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Uso del microbioma para promover el crecimiento muscular en condiciones de pérdida muscular como el envejecimiento y el cáncer Proporcionado por la Universidad de Chicago Cita: Cómo el microbioma afecta la salud humana (2021, 19 de octubre) ) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-microbiome-affects-human-health.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.