Estudio internacional revela que las bacterias intestinales de personas en sociedades industrializadas intercambian genes a tasas mucho más altas
La cofundadora de Global Microbiome Conservancy, Mathilde Poyet, PhD, recopila datos sobre el estilo de vida de los aldeanos de Bedik en Senegal. Crédito: Global Microbiome Conservancy; Foto de F. Rondon
Miles de diferentes especies bacterianas viven dentro del intestino humano. La mayoría son beneficiosas, mientras que otras pueden ser dañinas. Un nuevo estudio de un equipo dirigido por el MIT ha revelado que estas poblaciones bacterianas pueden rehacerse a sí mismas durante la vida de su huésped, pasando genes de un lado a otro.
Los investigadores también demostraron que este tipo de transferencia de genes ocurre con más frecuencia en los microbiomas de las personas que viven en sociedades industrializadas, posiblemente en respuesta a sus dietas y estilos de vida específicos.
«Una consecuencia inesperada de los humanos que viven en las ciudades puede ser que hemos creado condiciones que son muy propicias para que las bacterias que habitan en nuestros intestinos intercambien genes entre sí», dice Eric Alm, director del Centro de Informática y Terapéutica del Microbioma del MIT, profesor de ingeniería biológica y de ingeniería civil e ingeniería ambiental en el MIT, miembro del Instituto Broad del MIT y Harvard, y autor principal del nuevo estudio.
El estudio es el primer artículo importante de Global Microbiome Conservancy (GMbC), una consorcio que está recolectando muestras de microbiomas de poblaciones humanas subrepresentadas en todo el mundo en un esfuerzo por preservar las especies bacterianas que corren el riesgo de perderse a medida que la humanidad se vuelve más expuesta a la dieta industrializada s y estilos de vida a nivel mundial.
«La mayoría de las especies que encontramos en poblaciones rurales y aisladas son especies que no se verían en el mundo industrializado», dice Mathieu Groussin, investigador asociado del MIT y uno de los los autores principales del artículo. «La composición del microbioma cambia por completo y, junto con esto, la cantidad de especies diferentes está disminuyendo. Esta menor diversidad del microbioma industrializado podría ser un reflejo de una salud intestinal deficiente».
La investigadora asociada del MIT, Mathilde. Poyet también es autor principal del estudio, que aparece hoy en Cell. Otros autores del artículo incluyen investigadores de instituciones en Dinamarca, Francia, Sudáfrica, Camerún, Canadá, Finlandia, Nueva Zelanda, Tanzania, España, Suecia, Ghana y Nigeria.
El cofundador de Global Microbiome Conservancy, Mathieu Groussin, PhD, recopila datos dietéticos de los aldeanos hadza en Tanzania. Crédito: Global Microbiome Conservancy; Foto de C. Corzett
Diversidad de microbios
El GMbC se lanzó en 2016 con la misión de preservar la diversidad del microbioma humano antes de que se pierda. Hasta ahora, el proyecto ha recolectado muestras de 34 poblaciones humanas en todo el mundo. El consorcio GMbC incluye científicos de cada país donde se recolectan muestras.
«Este esfuerzo está siendo liderado por el MIT, pero en realidad es una colaboración global», dice Poyet. «Con nuestro consorcio internacional, estamos dedicando tiempo y esfuerzo a recolectar y preservar las cepas bacterianas individuales para que podamos mantenerlas indefinidamente en las generaciones futuras, pero todas esas bacterias y sus derivados siguen siendo propiedad de los participantes que las proporcionan. «
El trabajo anterior ha demostrado que la composición del microbioma en las personas que viven en sociedades industrializadas es muy diferente de la de los pueblos rurales que viven en relativo aislamiento. Las poblaciones no industrializadas suelen tener una mayor biodiversidad bacteriana, incluidas muchas especies que no se ven en las poblaciones industrializadas. Se supone que las diferencias en la dieta, el uso de antibióticos y la exposición a las bacterias del suelo contribuyen a estas diferencias.
En el estudio de Cell, los investigadores exploraron el fenómeno de la transferencia horizontal de genes, que ocurre cuando las bacterias que viven en el mismo medio ambiente pasan genes entre sí. En 2011, el laboratorio de Alm descubrió que el intestino humano es un punto de acceso para este tipo de intercambio de genes. Sin embargo, con la técnica que los investigadores estaban usando en ese momento, solo pudieron determinar que estas transferencias de genes probablemente habían ocurrido en algún momento de los últimos 5000 años.
En su nuevo estudio, los investigadores pudieron estimar con mucha más precisión cuándo ocurrieron estas transferencias. Para ello, compararon las diferencias genéticas entre diferentes especies de bacterias intestinales. Cuando compararon pares de especies bacterianas que provenían de la misma persona, encontraron una tasa mucho más alta de similitud genética que la observada en los mismos pares tomados de dos personas diferentes, lo que confirma que la transferencia horizontal de genes puede ocurrir durante la vida de una persona individual. .
«Una de las cosas realmente emocionantes de este artículo es que finalmente pudimos responder a la pregunta de si la tasa de transferencia horizontal ha sido alta en el microbioma humano durante los últimos milenios, o es cierto que durante la vida de cada persona, los microbios en su intestino están constantemente intercambiando genes entre sí», dice Alm.
La cofundadora de Global Microbiome Conservancy, Mathilde Poyet, PhD, almacena muestras de microbioma en un tanque criogénico que contiene nitrógeno líquido durante un viaje de campo en Ruanda. Crédito: Global Microbiome Conservancy; Foto de C. Corzett
Intercambio de rasgos
Dependiendo de la especie, los investigadores descubrieron que las bacterias pueden obtener entre 10 y 100 genes nuevos cada año. Los investigadores también encontraron que la tasa de intercambio de genes era significativamente mayor en las personas que vivían en sociedades industrializadas, y también observaron diferencias en los tipos de genes que se intercambiaban con mayor frecuencia.
Como ejemplo, encontraron que entre las poblaciones de pastores que tratan a su ganado con antibióticos, los genes de resistencia a los antibióticos se encuentran entre los que se intercambian con las tasas más altas. También encontraron que las personas de sociedades no industrializadas, especialmente cazadores-recolectores, tenían altas tasas de intercambio de genes que están involucrados en la degradación de la fibra. Esto tiene sentido porque esas poblaciones suelen consumir mucha más fibra dietética que las poblaciones industrializadas, dicen los investigadores.
Entre los microbios que se encuentran en las poblaciones industrializadas, los investigadores encontraron tasas especialmente altas de intercambio de genes cuyo papel es facilitar transferencia de genes Estos microbios también tienen mayores tasas de intercambio de genes implicados en la virulencia. Los investigadores ahora están investigando cómo esos genes pueden influir en las enfermedades inflamatorias como el síndrome del intestino irritable, que se observa con mucha más frecuencia en las sociedades industrializadas que en las sociedades no industrializadas.
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Microbios híbridos: exploración de la transferencia del genoma entre diferentes cepas de bacterias Más información: Cell (2021). DOI: 10.1016/j.cell.2021.02.052 Información de la revista: Cell
Proporcionado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts Cita: Estudio internacional revela bacterias intestinales de personas en países industrializados las sociedades intercambian genes a tasas mucho más altas (31 de marzo de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-international-reveals-gut-bacteria-people.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.